Nature子刊發(fā)表微生物療法重要突破

日期：2016-11-16 08:50:51

微生物療法是指用基因工程菌來對(duì)抗疾病。這一領(lǐng)域近年來發(fā)展得很快，人們已經(jīng)在動(dòng)物模型和人體內(nèi)看到了成功的希望。不過，這些基因工程菌可能去到目標(biāo)位點(diǎn)以外的地方。Caltech研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)的方法解決了這個(gè)問題。

他們的基因工程菌會(huì)在特定溫度下激活治療程序，人們只需要通過超聲工具溫和加熱靶位點(diǎn)的組織。舉例來說，醫(yī)生可以給癌癥患者服用這種基因工程菌，然后用超聲波加熱腫瘤位點(diǎn)，促使細(xì)菌對(duì)腫瘤展開攻擊。這項(xiàng)研究于十一月十四日發(fā)表在Nature Chemical Biology雜志上。

要制造這種溫控細(xì)菌，研究人員首先得找到根據(jù)溫度變化改變活性的遺傳開關(guān)。他們最終確定了兩個(gè)候選開關(guān)，一個(gè)來自沙門氏菌，另一個(gè)來自噬菌體。這兩種蛋白都能結(jié)合DNA，根據(jù)溫度開啟或關(guān)閉基因回路。隨后，他們通過稱為“定向進(jìn)化”的蛋白質(zhì)工程技術(shù)，調(diào)節(jié)這兩個(gè)開關(guān)所需的溫度。

研究顯示，對(duì)這些基因工程菌進(jìn)行編程，可使其在患者發(fā)燒的時(shí)候停止釋放藥物或自毀。發(fā)燒可能意味著藥物沒有起作用，那么細(xì)菌終止活性對(duì)患者來說可能更好。研究人員還通過設(shè)計(jì)，使基因工程菌離開患者機(jī)體就發(fā)動(dòng)自毀。機(jī)體外較低的溫度可以激活死亡開關(guān)，避免基因改造后的細(xì)菌擴(kuò)散到環(huán)境中。“我們能用溫控開關(guān)控制細(xì)菌的多種行為，” Caltech的助理教授Mikhail Shapiro表示。

前不久，蒙特利爾綜合理工學(xué)院、蒙特利爾大學(xué)和麥吉爾大學(xué)的研究人員獲得了癌癥研究的一個(gè)重大突破。他們將細(xì)菌制成了高效抗癌的微型生物機(jī)器人。這些細(xì)菌組成的軍團(tuán)能夠通過血液到達(dá)腫瘤，對(duì)其中的活躍癌細(xì)胞精確用藥。

微生物組研究近年來特別熱，科學(xué)家們紛紛嘗試通過微生物組治療人類疾病。Weill Cornell醫(yī)學(xué)院的研究人員發(fā)現(xiàn)，特定腸道菌能利用免疫系統(tǒng)減輕中風(fēng)的嚴(yán)重性。中風(fēng)是世界上第二大致死疾病，每年都有數(shù)百萬人因?yàn)橹酗L(fēng)而死亡，還有更多的人因?yàn)橹酗L(fēng)永久性殘疾。這種毀滅性的疾病常常毫無征兆地發(fā)生，令患者突然喪失獨(dú)立生活的能力。

科學(xué)家們還發(fā)現(xiàn)，對(duì)微生物組用藥可以治療心臟病。Cell雜志發(fā)表的這項(xiàng)研究顯示，地中海式飲食通過改變腸道菌的活性來發(fā)揮健康效應(yīng)。膳食補(bǔ)充一種在紅酒和橄欖油中含量豐富的天然化合物，可以防止小鼠腸道菌將不健康食品轉(zhuǎn)化為堵塞動(dòng)脈的代謝副產(chǎn)品。研究人員在此基礎(chǔ)上開發(fā)了首個(gè)干涉腸道菌代謝活性的藥物，這種藥物有望治療人類的心臟病。