用于癌症放射治疗的细菌

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辛辛那提大学的研究人员开发了一种类似的癌症治疗方法，使用细菌作为适配器，将强大的放射疗法与癌细胞连接起来。这项研究最近发表在先进医疗材料．

放射性核素治疗基础知识

这项研究的重点是提供一种叫做放射性核素疗法的癌症治疗方法。该研究的通讯作者Nalinikanth Kotagiri博士解释说，用于治疗的放射性物质在衰变时释放β射线，破坏其路径上的任何东西。

这种治疗通常以一种有针对性的方式进行，抗癌辐射通过细胞表面的受体与癌细胞结合，尽可能多地保护周围的健康细胞。

辛辛那提大学癌症中心研究员、加州大学詹姆斯l温克尔药学院副教授Kotagiri说:“每种癌症类型都有其独特的表位或受体，它们在其表面表达。”“有了这些信息，你就可以使用抗体和多肽等分子，将药物或辐射输送到应该到达的癌细胞，而不是其他任何地方，比如重要器官。”

使用常规策略的靶向治疗可能是有效的，但癌细胞可能会突变，这样受体就不再存在于表面，放射性物质就没有东西可以结合了。这导致了治疗耐药性，治疗对其他患者也无效，因为他们的癌细胞上一开始就没有受体。

后先前的研究Kotagiri实验室的研究人员，包括该研究的主要作者Nabil a . Siddiqui提出，当癌细胞没有受体可靶向时，工程细菌是否可以为放射性核素治疗提供一个靶点。

细菌的适配器

Kotagiri说，益生菌是有帮助的，不同于导致疾病的细菌。虽然对癌症无害，但细菌倾向于聚集在肿瘤内部，因为它们提供了一个低氧、免疫功能低下的环境，细菌在这里繁殖。

该研究小组设计了一种独特的益生菌菌株，它过度表达一种独特的转运蛋白，可以在细菌内结合和浓缩金属，尤其是铜。与金属结合的铁载体分子促进了这一过程。

由于放射性核素是由铜构成的，铁载体分子会附着在它上面，形成靶向剂，然后与细菌转运蛋白结合，类似于抗体与其他受体结合进行传统靶向治疗。

工程细菌基本上为肿瘤内的靶向剂提供了人工受体，可以有效地用作任何肿瘤类型的适配器，而不考虑肿瘤的受体特征。这种细菌本身具有很强的抗辐射能力，但通过一个被称为旁观者效应的过程，一旦放射性核素在细菌内聚集，它就会摧毁附近的癌细胞。

Kotagiri说:“只要这些工程细菌在肿瘤内，这些针对细菌的靶向剂就会运输放射性金属。”“他们不会关心是否有癌细胞表达受体。他们所关心的只是他们已经确定了一些他们可以识别、积累和保留的东西。”

这种经过改造的细菌能够在肿瘤内维持它们的种群，这意味着这种细菌不需要被注射多次。

研究结果

利用结肠癌和乳腺癌的动物模型，研究小组将工程细菌直接注射到肿瘤中。在等待细菌增殖48小时后，他们使用铜-67(一种高能铜放射性核素)进行了两剂放射性核素治疗。

与对照组相比，细菌和放射性核素联合治疗在30天后导致了近两倍的生存率。Kotagiri指出，这一概念在受体阴性乳腺癌模型中进行了测试，并且在这个治疗耐药模型中有效。

Kotagiri说，使用不同的低能放射性铜同位素铜-64，同样的过程可以用于肿瘤成像。放射性核素仍然附着在肿瘤内的细菌上，但它并没有杀死癌症，而是帮助它在扫描时“发光”。

Kotagiri说:“所以我们可以在铜-64和铜-67之间进行无缝切换，对肿瘤进行成像，然后一旦成像完成，我们就可以再次引入另一种分子进行治疗。”“我们想证明，将以前用于感染成像的技术用于癌症治疗是可能的。”

下一个步骤

Kotagiri说，随着对细菌疗法的研究继续进行，一个障碍将是在医学界获得更广泛的认可，认为这种方法是安全的。还需要更多的研究来证实，当细菌被输送到血液中时，它们会自然地、专门地在肿瘤内定植。

一旦就安全性达成普遍共识，Kotagiri设想这种治疗方法首先在人体临床试验中进行测试，在这种情况下，细菌可以直接注射到具有耐药性的肿瘤中，并且没有其他可用的受体或治疗方法。

“这是否仍然可以使靶向疗法发挥作用，使难治性或受体阴性的癌症患者接受治疗，而不会经历传统非靶向疗法的副作用?”否则，患者唯一的出路就是接受这些可能导致严重发病率的剧毒药物。”Kotagiri说。

研究小组还在使用美国食品和药物管理局(fda)已经批准的放射性核素来测试这种方法的有效性，希望这项技术可以更快地在患者身上进行测试。从长远来看，Kotagiri希望这一过程可以应用于难以成像、接近和治疗的肿瘤。

参考:Siddiqui NA, Ventrola AJ, Hartman AR，等。工程益生菌平台的癌症表位不依赖靶向放射性核素治疗实体瘤。Adv医疗保健．2023:2202870。doi:10.1002 / adhm.202202870

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