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由辛辛那提大学的Nalinikanth Kotagiri博士领导的研究人员发表了一项新研究，证明了使用工程细菌作为适配器对肿瘤进行靶向放射性核素治疗的概念。
Nalinikanth Kotagiri博士
如果插座不是为你的插头设计的，你就需要一个插头适配器来为你的设备供电。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《Advanced Healthcare Materials》杂志上。
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。在之前使用益生菌削弱癌细胞防御的研究之后，Kotagiri实验室的研究人员，包括主要研究作者Nabil A . Siddiqui，工程细菌是否可以在癌细胞没有受体的情况下为放射性核素治疗提供靶点？
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。它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。
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。”
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(FD)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。
An Engineered Probiotic Platform for Cancer Epitope-Independent Targeted Radionuclide Therapy of Solid Tumors
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