改造沙门氏菌 「YB1」可望制成标靶药

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香港大学李嘉诚医学院生物医学学院的研究团队最近成功将沙门氏菌改造成一种名为「YB1」的厌氧细菌,此细菌只能在癌肿瘤等缺氧环境中生长及繁殖,令癌肿瘤生长被有效抑制,又不会危害正常细胞。

门氏菌常见于未熟透的肉类、生鸡蛋及蛋制食品,是引致食物中毒的病原体,一般会引起呕吐、腹泻及腹痛。香港大学医学院生物医学学院的研究团队最近成功将沙门氏菌改造成一种名为「YB1」的厌氧细菌,可望为癌症病患者带来新的治疗希望。

厌氧细菌

香港大学医学院生物医学学院研究团队透过最先进的基因工程重组技术,以及运用合成生物学的概念,成功将沙门氏菌改造成一种「专性」厌氧细菌,并命名为「YB1」。「YB1」不仅保存了沙门氏菌原有的毒性,而且只会在缺氧环境中(如人类体内的肿瘤)生存,更不会对正常含氧组织造成损伤。因此,以「YB1」作为标靶,能在不伤害身体其他正常组织的前提下选择性地针对肿瘤,成为一种更安全地对抗癌症的临床工具。研究团队最近已透过香港大学技术转移处成功为「YB1」厌氧细菌取得美国专利,同时亦正为这项技术向多个国家及地区申请专利,期望未来可将「YB1」制成针对肿瘤的标靶药物。

利用肝癌和乳腺癌的小鼠模型,研究团队初步证明了「YB1」是有效及安全的癌症治疗方案。实验结果显示,「YB1」能在肿瘤内部繁殖并有效地抑制肿瘤转移,相反在正常组织中则被迅速清除。在乳腺癌的小鼠模型中,「YB1」可令肿瘤的生长速度减缓约50%,而且能完全抑制肿瘤的肺转移。在肝癌的小鼠模型中,「YB1」可充分抑制肿瘤的生长,和对照组相比,抑制程度高达九成。研究指除了肝癌及乳腺癌,「YB1」亦有抑制其他肿瘤生长的效果,例如神经母细胞瘤。

YB1导弹

目前,研究团队正致力于开发这种新型细菌的其他用途。领导是次研究的香港大学医学院生物医学学院教授黄建东教授表示:「『YB1』具有选择性地在肿瘤中生长的特性,它可以被视为一种导弹,通过携带各种治疗性蛋白质和药物,将破坏性的弹头运送至肿瘤组织中,消除肿瘤。」

为进一步提升疗效,研究团队利用「YB1」携带不同的药物治疗癌症。实验显示,在乳腺癌小鼠模型中,携带白喉毒素的「YB1」不但能百分百抑制肿瘤生长,而且可以令肿瘤缩小及促使肿瘤细胞死亡,肿瘤在26%的小鼠中完全消失,彻底治愈癌症。在治疗后观察的4个星期内,细菌治疗组的小鼠全数生还,而实验中对照组的小鼠则在第15天左右全部死亡。预计「YB1」可于数年后可进入临床试验阶段。

利用细菌治肿瘤

癌症是最致命的疾病之一,目前的治疗方法,如化疗或放射治疗并不能治愈大部分的癌症患者。由于肿瘤细胞迅速增加及肿瘤区域血液供应不足,导致肿瘤内往往出现缺氧的情况,而缺氧与肿瘤对治疗出现抗药性有密切的关系。缺氧可激发肿瘤细胞适应不良环境,防止肿瘤细胞死亡及促进肿瘤恶化,因此令治疗对肿瘤细胞的杀伤效果大打折扣。

近年利用细菌治疗肿瘤已经成为癌症治疗研究的一个新兴领域。早在19世纪90年代,人类已发现感染厌氧细菌可消除部分或整个恶性肿瘤,然而,患者往往亦会因细菌严重感染而死亡。当时医学界并不知道如何控制细菌的感染以提升治愈率。随着基因工程技术和合成生物学的发展,这种情况已逐渐改变。现在研究人员可利用基因工程技术改造细菌,使其更适用于癌症治疗。3


图中显示使用「YB1」治疗乳腺癌肺转移小鼠的情况,上方的绿色信号为对照组小鼠乳腺癌肺转移的情况,而下方治疗组小鼠以「YB1」治疗后则没有出现肺转移。

港大研究团队透过最先进的基因工程重组技术,以及运用合成生物学的概念,成功研发「YB1」厌氧细菌,并取得美国专利。

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