開發一種1美元的治療：可編程細菌如何重塑癌癥治療

德克薩斯農工大學的研究人員正在共同領導一項耗資2000萬美元的項目，開發一種1美元的癌癥治療方法。

如果一劑一美元的藥就能治愈癌癥呢?

一個由多所大學組成的研究小組在聯邦基金的支持下，正在開發一種高效的細菌治療方法，可以更精確地針對癌癥，使治療更安全，只需一劑1美元。

傳統上，癌癥療法對患者的療效有限。有些療法，如放療和化療，會產生有害的副作用，而其他療法往往會導致患者反應較低，更不用說接受治療的費用了。美國癌癥協會癌癥行動網絡(American Cancer Society Cancer Action Network)的調查結果顯示，73%的癌癥幸存者和患者擔心他們將如何支付癌癥治療的費用，51%的人表示他們因治療而欠下了醫療債務。例如，***的癌癥治療費用高達100萬美元。

德克薩斯農工大學和密蘇里大學正在努力開發一種低成本、安全、可控的癌癥治療方法。研究人員從美國衛生高級研究計劃局(ARPA-H)獲得了2000萬美元的資助，用于對抗癌癥。這個為期四年的項目是本屆政府癌癥登月計劃的一部分，該計劃旨在推進和增加癌癥研究的資金。這是由新成立的機構資助的首批項目之一，該機構旨在通過支持針對社會上最具挑戰性的健康問題制定影響深遠的解決辦法，加速改善每個人的健康成果。

快速分析細胞

其中1200萬美元將撥給德克薩斯農工大學工程實驗站(Texas A&M Engineering Experiment Station)。Arum Han, Jim Song和Chelsea Hu正在開發用于腫瘤環境中免疫定向殺傷的合成可編程細菌(SPIKEs)。這個想法是設計細菌來幫助T細胞殺死癌變組織，一旦癌細胞消失就自我毀滅，然后作為人體廢物安全地離開身體。

Arum Han說：“SPIKEs 可以專門針對腫瘤細胞，由于它只針對癌變組織，而不是周圍的健康細胞，因此患者的安全性成倍提高。我很榮幸能成為這支球隊的一員，解決一個影響很多人的重大健康問題。”

Han實驗室正在開發高通量微流體系統，該系統可以快速處理和篩選大量細菌治療文庫，一次一個細胞，以快速確定最有希望的治療方法。這些系統通過集成微加工方法和生物技術，實現了一個百升體積的液體處理系統，可以高精度、高速度地準確分析單個細胞，創造了快速分析單個細胞的設備。

“主要的挑戰是弄清楚如何真正開發這些復雜的微型設備，使我們能夠在幾乎沒有人工或人為干預的情況下進行數百萬次全自動測試。”“這是工程上的挑戰。”

挽救抗腫瘤免疫細胞

在Han教授創新和設計微設備的同時，Song教授是一位免疫學家，在微生物發病機理、T細胞生物學和T細胞免疫治療方面有著豐富的研究背景，他在過去的五年里一直致力于細菌免疫治療的研究。一種被稱為布魯氏桿菌的細菌可以操縱人體的微環境，促進T細胞介導的抗腫瘤免疫，以治療至少四種類型的癌癥。

“我們正在努力改進布魯氏菌，以更有效地預防或抑制腫瘤的生長，我們目前的方法包括發現如何設計細菌來拯救抗腫瘤免疫細胞，提高它們殺死腫瘤細胞的有效性。”Song說。

“迄今為止的數據表明，布魯氏菌治療的效率顯著高于其他癌癥治療，如嵌合抗原受體T細胞治療和T細胞受體治療，反應率超過70%。”

安全可控的治療方法

當Song繼續使用癌癥模型測試細菌的效率時，Hu正在努力確?；罴毦委熓前踩涂煽氐摹?/span>

Hu教授說:“我們使用的布魯氏菌菌株已被證明對宿主是安全的，因為它是一種減毒菌株，這意味著細菌毒性所需的一個關鍵基因已被刪除。”“最終，我們希望控制細菌的生長速度，它在腫瘤環境中生長的地方，以及它在完成任務后自我毀滅的能力。”

為了控制生長速度，細菌的基因將被改變，以調節其數量，并在一個特定的設定值附近振蕩。胡還計劃在細菌中植入生物傳感器，使它們能夠區分健康組織和腫瘤組織，以確保它們只在腫瘤微環境中生長。

這種細菌將被改造成一個受體，以確保一旦癌癥消失，病人可以服用抗生素，這些抗生素會向細菌發出信號，讓它把自己切成碎片，安全地從病人體內移除。

“作為人類，我們實際上被細菌覆蓋著，許多疾病都是由這些細菌群落的不平衡引起的，例如，雖然有些人的胃非常脆弱，但有些人的胃卻很強壯。這背后的科學是，那些擁有強大免疫和消化系統的人，他們的腸道里有一個健康的細菌細胞群落。活體療法有很大的潛力。”

“這是一個非常好的機會，擁有一支擁有專業知識的不可思議的團隊，可以將這項技術推向**線，因此，我們的目標是進入診所，以每劑不到1美元的價格為患者提供有效的癌癥治療。”Hu說。

使用非常規方法解決難題

“這項工作的三個關鍵優勢是高安全性、低成本和對癌癥腫瘤的特異性靶向，我們非常興奮，我們是**批得到高級研究計劃署支持的團隊之一。高級研究計劃署是一個由國會建立和支持的全新機構，旨在真正解決廣泛健康領域的難題。我們正在用非常規的方法來解決難題。高風險、高影響是我們方法的特點。”

這項研究揭示的工程細菌的未來應用是無限的。

Song說:“對于我們的下一個大項目，我們將共同努力，設計細菌來對抗自身免疫性疾病，如1型糖尿病和類風濕性關節炎。”以細菌為基礎的免疫療法代表了醫學領域的一個突破性前沿，為自身免疫性疾病的治療提供了革命性的潛力。利用有益微生物調節免疫系統的力量，我們即將改變醫學的未來。我們的研究和專業知識有希望改變數百萬人的生活，為他們提供新的希望和更健康的明天。”

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