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基因工程让沙门氏菌变身脑瘤克星

科普小知识2022-07-13 11:15:51
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基因工程让沙门氏菌变身脑瘤克星

提到沙门氏菌,人们通常会联想到发烧和食物中毒。这通常对我们不好。但是科学家给出了一个例外——基因工程沙门氏菌可以吞噬恶性肿瘤。

改良的沙门氏菌将不再出现在消化道中,它们通常会造成损害,但会以脑肿瘤为目标。这项技术可以帮助我们应对最难治疗的癌症之一。

杜克大学的研究人员用这种方法治疗患有恶性神经胶质瘤的老鼠,有效地延长了这些老鼠的预期寿命——与对照组相比,20%的老鼠多活了100天(相当于人类寿命的10年)。

“恶性胶质瘤发展迅速,难以治疗,因此中位存活率的任何提高都是一个巨大的进步,”团队成员张克帆·里昂说。由于治愈的胶质瘤患者很少,大鼠实验的有效治愈率达到了惊人的20%,这是非常令人鼓舞的。"

这是一个有希望的研究方向,因为恶性胶质瘤患者的存活率极低——只有约30%的患者在诊断后能存活两年。恶性神经胶质瘤如此难以治疗的部分原因是肿瘤隐藏在血脑屏障后面,血脑屏障将循环血液和脑脊液隔开。传统药物不能轻易穿透这种膜结构,所以更有针对性的治疗方法必须防止神经胶质瘤的生长。

为了实现这个目标,研究人员选择了鼠伤寒沙门氏菌,其基因已经被调整和解毒,以进行改善和去除重要的有机化合物命名为嘌呤。神经胶质瘤富含嘌呤,嘌呤是一种酶,可诱导修饰的沙门氏菌寻找癌细胞以获得所需的嘌呤。

沙门氏菌发现肿瘤后,另外两个基因的调整应该会发挥作用。因为癌细胞增殖非常迅速,肿瘤内外的氧气非常缺乏。据此,科学家编辑了沙门氏菌的基因,使其能在缺氧环境中产生天青蛋白和p53蛋白。这两种蛋白质可以快速自毁癌细胞。沙门氏菌就像基因编码的导弹一样,可以通过闪电找到肿瘤并移除癌细胞。研究人员说,这项技术比手术更精确,沙门氏菌已经失去了毒性,不应该产生对病人健康有害的副作用。

在一组老鼠身上实验的成功当然不能保证这种方法对人类有效,但是研究人员希望这种技术将来能用于治疗癌症患者。首先,我们需要将成功率提高20%。最初的实验表明,其余80%的实验失败可归因于癌细胞比沙门氏菌增殖更快以及沙门氏菌在大鼠中的可变渗透性。

里昂说:“这种情况可能表明我们需要监控治疗过程,并在癌症发展过程的关键点增加药物剂量。然而,这只是我们第一次尝试设计这种疗法,应用的理论略有不同,因此我们需要进行更多的实验来确保疗效。”

蝌蚪工作人员从科学警报,翻译晴空燕,转载必须得到授权。