在癌症治疗领域,使用细菌抗癌可能听起来有些奇怪,但这是一个迅速发展的研究方向,具有令人振奋的潜力。
美国MD安德森癌症中心的基因组医学研究员Christopher Johnston博士和他的团队正在开发一种称为“微生物细胞疗法”的癌症治疗方法。他们计划使用细菌来直接攻击和治疗癌症。
Johnston解释道:“以‘细菌为药’有助于克服传统癌症治疗中的一些挑战。比如说癌症实体瘤(占成人癌症的大多数)因其复杂的肿瘤微环境而往往难以治疗。但利用某些微生物的独特能力,或许能帮助我们解决这些难题。”
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微生物细胞疗法旨在利用经过基因改造的细菌直接攻击癌细胞,或辅助传统治疗方法,如化疗和免疫疗法,通过将治疗剂直接输送至肿瘤的微环境来起作用。
如单核细胞增生李斯特菌(Listeria)、沙门氏菌(Salmonella)和大肠杆菌(Escherichia coli)等多种细菌,目前正作为潜在疗法接受研究。这些细菌首先在实验室中培养,然后重新进行基因编辑,使其能够产生细胞毒素(即杀死细胞的物质)或免疫刺激分子,帮助分解肿瘤细胞或激活所需的抗肿瘤免疫反应。
这种靶向方法可以提高治疗的有效性,同时尽量减少对健康组织的损害。Johnston形象地比喻说:
“可以将这些细菌视为微小的可编程机器人,编程后可以增强它们对肿瘤的靶向能力,将药剂直接输送到患者体内蕞需要治疗的地方。”
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为了克服早期微生物细胞疗法面临的一些挑战,研究人员现在正探索一种“反向转化”方法,即利用那些已经表现出能够自然渗入肿瘤的细菌,特别是在胃肠道内自然生长或聚集的细菌。
Johnston博士与免疫学研究员Susan Bullman博士合作,发现了一类名为核梭杆菌(简称Fn)的细菌在这个领域具有良好潜力。
核梭杆菌通常存在于人体口腔中,但在结直肠癌、口腔癌、食管癌和胰腺癌的肿瘤中也被大量发现。
研究表明,这种细菌在结直肠癌患者肿瘤中,与癌症复发、转移和患者总体预后较差相关。
Johnston和Bullman特别关注的是名为Fna C2的核梭杆菌亚种。
Fna C2在健康的肠道中很少见,但它能够在结直肠癌(CRC)肿瘤中的某些难以治疗的区域生存下来。这些区域通常缺氧、血流不畅,并具有高度的免疫抑制性,也是对免疫疗法(如CAR-T细胞免疫疗法)有抗性的区域。
Bullman认为,如果利用Fna C2自然靶向肿瘤的能力,并“剥除”它的致病成分,就有可能使细菌疗法成为现有抗癌疗法的有力补充,甚至对一些患者来说可以作为一种全新的单独治疗选择。
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使用这些细菌的自然特性来开发新的癌症疗法并非没有风险,因为癌症患者往往免疫系统较弱,因此引入细菌可能会增加患者感染的风险。
Johnston指出,这就是为什么严格的细菌控制和可靠的“自毁机制”(让细菌自杀)非常必要。
“这种疗法的关键,在于能够对这些微生物进行精确控制,确保它们能够选择性地靶向身体中的特定区域,释放治疗药物并随后停止一切活动。”他解释道。
Johnston实验室的研究人员正在设计一种特殊的细菌,这种细菌被基因编程后,可以在完成攻击癌细胞的任务后自动“自毁”。
他们通过基因工程技术在细菌中加入了“开关”机制,使细菌在完成治疗任务后自爆死亡,以防止其在体内继续存活,避免对患者造成其他健康风险。
另一种可能的控制方法是使用特定的抗生素来杀死完成任务的细菌。
虽然使用Fna C2的微生物细胞疗法还处于早期阶段,但Johnston看到了这些细菌在靶向传统疗法难以到达的肿瘤区域和直接输送治疗药物的潜力。
“在结直肠癌中,我们发现这些细菌存在于约一半肿瘤的微环境中,”Johnston说。“如果我们能利用这种现存的关系开展微生物细胞疗法,它可能为癌症患者提供一种新的治疗选择,从内部瓦解癌症。”
参考来源:
https://www.mdanderson.org/cancerwise/bugs-as-drugs--what-is-microbial-cell-therapy.h00-159702279.html