最近，馬薩諸塞大學阿默斯特分校研制出來了一種無毒的、以細菌為基礎的輸送系統，這種系統可以檢測癌細胞內部，然后將治療藥物直接釋放到細胞中。這項研究可能會為目前難以治愈的癌癥（比如：肝癌、轉移性乳腺癌）帶來有效的靶向療法。他們將這項研究成果發表在《Nature Communications》雜志一篇題目為“Intracellular delivery of protein drugs with an autonomously lysing bacterial system reduces tumor growth and metastases”的文章中：

到目前為止，由于實體腫瘤的細胞膜無法穿透，科學界在探索新的治療癌癥方法的時候遇到了許多阻礙，這些難以逾越的阻礙讓他們無法有效地瞄準關鍵的癌癥路徑。目前他們可以運用的輸送方法有：納米粒子、穿透細胞的多肽和抗體藥物偶聯物，但是由于它們進入細胞的能力較差，這就導致了它們最終不能特異性地靶向癌細胞，而且容易受到細胞對外來入侵者的自然保護作用的降解，所以對這些癌癥的療效還是十分的有限，治療效果在長年來都沒有什么突破。

馬薩諸塞大學阿默斯特分校的這項非常具有開創性的研究已經通過他們的不斷實驗驗證了他們新研發的這種輸送系統具有的強大的優勢：它不僅可以輕易地進入細胞，而且可以專門地靶向癌細胞，直接傳遞蛋白質（藥物），同時又能保證健康的細胞不被影響。一旦蛋白質有效載荷被傳遞，細菌就會消散并清除。

化學工程和應用生命科學研究所的Neil Forbes表示:“我們實際上可以在腫瘤中檢測到這種蛋白質，但我們卻無法在小鼠模型的肝臟和脾臟中檢測到它。這種系統可以精準地把輸送到腫瘤所在的位置。當我們觀察免疫反應和肝臟損傷時，并沒有發現這兩者含有的鹽水有任何不同。”

該輸送系統是由生物工程師、福布斯實驗室博士后Nele Van Dessel發明的，她也是《Nature Communications》雜志中這篇論文的一位主要作者。這種輸送系統使用的是一種高度改良的沙門氏菌，由它注射到血液中。

科學家目前知道沙門氏菌會在腫瘤中積累，但還不知道它們是否會入侵癌細胞。Van Dessel研發的這種新型輸送系統就可以打破傳統的局限，精確地測量這種細胞滲透，因為經過改造的沙門氏菌一旦突破細胞膜就會變成綠色。Forbes說:“之前還沒有人證明過癌細胞內存在沙門氏菌。”此外，這種輸送系統所用的蛋白質是Jeanne Hardy研發的，她是來自化學、分子與細胞生物領域的一位科學家。雖然他們的實驗目前還正處于臨床前階段，但在小鼠身上的試驗結果已經讓他們對最后的臨床效應充滿了希望，也非常有信心，特別是在肝癌方面，這會為肝癌的治療提供很多的幫助，這種可怕的癌癥--肝癌，是全世界每年84萬人最常見的肝癌診斷類型，然而目前治療肝癌的藥物卻很少。

Forbes在談到他的實驗和新型研究時說：“在肝癌方面，我們看到了臨床前的證據，這些數據都可以很好地表明這種新型的輸送系統真正具有強有效的抗腫瘤的作用。但是我們的實驗仍然處于早期階段，我們只對幾只老鼠做了實驗，但我們正在使用這種療法阻止那些麻煩的、能給人類的健康和生命帶來很大威脅的腫瘤。”

圖中顯示的是沙門氏菌的胞內生活方式，這種生活方式是由flhDC控制的。

a--設計目標是通過基因工程設計一種細菌載體【1】合成蛋白質藥物(黃色/紫色)，【2】主動侵入癌細胞，【3】釋放藥物，從沙門氏菌液泡中逃逸(SCVs，紅色)。 

b、c--BALB/c小鼠皮下4T1腫瘤細胞內注射2 × 106 CFU細胞內報告沙門氏菌96小時后，細胞內細菌(紅色)增多(綠色;黑色箭頭)比細胞外(白色箭頭;P < 0.0001;N = 1258個細菌在4只小鼠)。

d--單層培養中，沙門氏菌(淺藍色，箭頭)侵入癌細胞(紅色)。用慶大霉素去除細胞外細菌(一種入侵試驗)。e--敲除ΔflhD沙門氏菌被PBAD-flhDC轉化。非誘導細菌(flhDC-)最小程度侵襲癌細胞。20mm阿拉伯糖(flhDC+)誘導促進了入侵(黑色箭頭)。

f--flhDC的再表達顯著增加了侵襲性(P = 0.0012;N = 3個獨立的生物樣本)。

g--在三維芯片腫瘤設備(左上)中，flhDC+沙門氏菌，帶有綠色的侵襲報告(右上)，比flhDC−對照組侵襲更多的細胞(P < 0.0001;n = 6個腔體用于flhDC+， n = 4個腔體用于flhDC-)。數據顯示為平均值±掃描電鏡。c、f和g的統計比較，和是雙尾的，未配對的學生t檢驗用星號表示顯著差異(**P < 0.01;* * * * P < 0.0001)。b、d和e中的圖像分別代表4、52和6個獨立的生物樣本。b、d、e中的比例尺為10µm, g中的比例尺為100µm。

Van Dessel說：“對于類似肝癌這種無法治愈的癌癥，我們研制出這種有效的治療方法將是能起到很大的作用的，因為目前還沒有有效的方法可以對付這些可怕的致命的癌癥。舉個例子，2016年，我的兩名家人被診斷出實體癌4期，我感到很無助，我雖然有癌癥研究的博士學位，還在這個領域工作了10年，但仍然幫不了他們。我覺得我讓他們失望了，是自己還不夠努力。這個重創給Van Dessel帶來很大的動力，于是她和Forbes一起創辦了Ernest Pharmaceuticals，他們的目標就是將他們的細菌癌癥技術運用到他們診所的實踐中。除此之外，該公司的名字還有一個很特殊的由來，那就是該公司是以福布斯的祖父命名的，他的祖父因前列腺癌而去世。

馬薩諸塞大學阿默斯特分校已經為這項新型輸送系統申請了專利，并將其授權給Ernest Pharmaceuticals。Van Dessel和Raman都是該公司的高管，他們將尋求美國食品藥品監督管理局批準臨床試驗。

Van Dessel說：“ 我希望在兩到三年的時間內我們可以回歸診所，除了研究肝癌和乳腺癌的治療方法，我們也時常關注卵巢癌和胰腺癌，當前的手段或者藥物對這些癌癥都還沒有很大的效果，我相信通過我們接下來的研究和試驗，會給這個領域帶來貢獻。”

參考資料：

Nontoxic drug delivery system could lead to effective therapies for currently untreatable cancers (medicalxpress.com)