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科学研究发现细菌靶向肿瘤的秘密,癌症治疗

癌症治疗是当前全球人类共同奋斗的一项长期事业,面对不断上升的发病率和死亡率,传统的外科手术、化学疗法或放射疗法已不能满足人类持续高涨的抗癌需求。

近年来,能够通过精确定向引导直指肿瘤区域,最大限度减少周围正常组织的损伤而达到局部灭杀目的的肿瘤靶向治疗技术,则以其特异性与靶向性,在肿瘤治疗中发挥着越来越重要的作用,正成为肿瘤治疗领域的主攻方向。

在靶向治疗领域,理想靶点的发现是所有新技术疗法发展可能性的根源,针对人类实体肿瘤的研究,科学家就发现了一个癌症治疗的绝佳靶点——缺氧的实体肿瘤微环境!这为许多新兴癌症治疗技术的研发与应用奠定了关键基础,包括时下最前沿的溶瘤细菌免疫治疗技术。

实体肿瘤微环境的特点

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人体肿瘤中超过90%为实体瘤,包括肺癌,乳腺癌,肠癌,软组织肉瘤等。

科学研究发现,实体瘤的微环境是独特且异常的——肿瘤微环境的基本结构可以大致分为三层:在血管周围,中心层被充分充氧,并提供营养物质,使癌细胞能够在肿瘤异常血管周围积聚;外部是包含缺氧癌细胞的缺氧区域;更远的是肿瘤坏死区域,它没有活细胞。

是以我们能够将实体瘤与周围的正常组织区分开,二者主要的区别在于癌细胞的特征和肿瘤脉管系统的形成,这又导致了缺氧和坏死区域的形成:由于血管网络补充效率低下,实体瘤中将存在缺氧和坏死区域,在缺氧区域内,营养和氧气水平很低。

而氧气含量在不同的环境中也会有所不同:在空气中大约为21%(毫米汞柱),在哺乳动物组织和器官中大约在2%-9%(15-70毫米汞柱)之间。在大多数肿瘤的低氧区域,氧气水平大约低于0.7%(5毫米汞柱),在某些严格的缺氧条件下低于0.02%。

因此,缺氧是癌症靶向治疗的理想靶点。

细菌为何能够靶向肿瘤?

研究发现,某些专性厌氧菌和兼性厌氧菌能够通过外周血液循环渗入并且优先在肿瘤内部积累和增殖,即具备肿瘤靶向性。

究其原因,可能与肿瘤特殊的微环境有关:首先肿瘤组织的快速生长会引起肿瘤部分区域供血不足,从而形成厌氧和坏死区域。正是这些缺氧的环境为趋向低氧代谢的细菌提供聚集生长的场所;

其次,为满足肿瘤组织的生长,肿瘤微环境的细胞会分泌促血管生成因子并且降低血管生成抑制因子的释放,从而促进了肿瘤中血管的生成。但是肿瘤中的血管属于病理性新生血管,其血管网的结构和功能都存在缺陷,它们会出现断裂,堵塞以及过度的分支;

异常的血管网络也是肿瘤内出现厌氧区的一个重要原因。正是由于这个原因,研究人员推测细菌是通过异常血管网络中的缺口靶向肿瘤组织的。

此外,肿瘤内的低氧微环境会引起免疫系统的局部缺失,导致免疫系统在肿瘤中清除细菌的能力大大降低;而代谢旺盛的肿瘤组织以及坏死区凋亡的细胞碎片则为细菌的繁殖提供了大量丰富的原料。这些因素的作用让某些细菌显现出特殊的肿瘤靶向性。

免疫系统在细菌靶向肿瘤中起到的作用

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在肿瘤的微环境中,免疫失调是肿瘤逃逸免疫监控的重要原因。近年来的研究表明,肿瘤浸润的免疫细胞(例如巨噬细胞等)不但没有起到抗肿瘤的作用,反而会促进肿瘤的生长,增加其侵袭和转移的能力。

肿瘤的微环境属于一个慢性炎症的环境,曾有人称,肿瘤本身就是一个永远不会愈合的伤口,因为在这个环境中,始终存在着大量的免疫抑制因子和生长因子如GM-CSF、IL-6,10,13、VEGF、TGF-β等。这些环境最终导致免疫监视功能的失调。

然而当人体遭到细菌感染的时候,细菌本身则会强烈地激发宿主的免疫反应。当细菌靶向到肿瘤的时候,就会打破肿瘤微环境中免疫抑制的平衡。研究表明,当细菌侵染肿瘤的时候,细菌不但会强烈地激活中性粒细胞,并且会把这种对抗引入到肿瘤的厌氧区域形成长期的对峙。

科学家Saccheri等人的研究发现,细菌对肿瘤细胞的入侵会造成肿瘤特异抗原的大量呈递。而这种抗原会被直接传递给树突状细胞(DCs),从而引起对肿瘤特异性免疫反应。因此,研究细菌在侵染肿瘤的过程中,细菌与免疫系统的相互作用具有重要意义,将会为以后肿瘤的免疫治疗提供证据和基础。

研究发明靶向肿瘤的沙门氏菌,溶瘤细菌问世助癌症治疗再添新疗法

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目前,随着分子生物学和基因工程技术的高速发展,越来越多的细菌被应用于肿瘤治疗领域,包括专性厌氧菌梭状芽孢杆菌(Clostridium),益生菌双歧杆菌(Bifidobacterium),以及李斯特菌等,当中又以革兰氏阴性兼性厌氧菌鼠伤寒沙门氏菌(Salmonellatyphimurium)的应用前景最为广泛。

此前科学家的研究已表明,通过不同方法对鼠伤寒沙门氏菌进行减毒后,其在肿瘤组织中的定植能力可达到正常组织的-10,倍,但在之后的诸多探索过程中发现,无论是采用何种方式改造沙门氏菌,削弱的不仅仅是其毒性,同时也会削弱其针对肿瘤的杀伤力。

同时,由于沙门氏菌倾向于在肝脏和脾脏中囤积,若不能尽快清除,残余沙门氏菌会对身体造成大量损伤;此外因为任何一种单一的肿瘤治疗方法都有其缺陷,因此结合治疗尤其重要,但过往的研究未能突出沙门氏菌作为载体呈递“弹头”的优势。

#YB1

HKNDYB1PHARMACEUTUCALLIMITED.

年,港药溶瘤生物制药有限公司的研发团队在研究中首次实现沙门氏菌Lambda-RED高效编程技术,建立了沙门氏菌合成生物学改造基础。经过逾10年的开发周期,公司研发团队发明了一种经过基因编程改造的菌株鼠伤寒沙门氏菌(Salmonellatyphimurium),并将其命名为YB1。

经过基因编程改造的YB1是全球首创的溶瘤细菌载体,它的问世标志着人类用细菌治疗癌症的设想在技术上实现了关键性的突破。

尽管目前全球范围内还未有真正意义上的溶瘤细菌产品获批上市,但全球各大药厂已开始竞相布局溶瘤细菌赛道,YB1的发展动向也吸引了广泛

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