据介绍,该研究筛选出膀胱癌有效治疗靶点,利用生物学和工程学方法,通过注入改造过的细菌和T淋巴细胞,合成具有个性化攻击力的“武器”,直捣肿瘤细胞。这意味着未来医务人员将能“遥控指挥”经过改造的细菌或T淋巴细胞去直接攻击癌细胞,从而达到治愈癌症的目的,癌症的治愈率将大大提高。
本土科学家的新课题
2010年5月20日,《科学》杂志公布了美国生物学家克雷格·文特尔的最新成果:他在实验室中通过化学合成丝状支原体丝状亚种的DNA,并将其植入去除了遗传物质的山羊支原体体内,创造出世界上首个“人造单细胞生物”。这个被命名为“辛西娅”(Synthia)的生物立即给公众带来了惊叹、争议和恐慌,标志着人类首个“人造生命”出现。
合成生物学(“人造生命”)是目前国际最前沿、且发展最迅速的学科。与传统生物学通过解剖生命体以研究其内在构造不同,合成生物学从最基本的生命要素开始研究,目的是建立人工生物体系。
对合成生物学的研究内容,市二医院院长、泌尿外科教授蔡志明的说法是,“将工程学的原理应用于生物学研究当中,设计自然界中原本不存在的生物或对现有生物进行改造。”
2013年12月31日,科技部官网公布了2014年度国家重点基础研究发展计划(国家973计划)项目名单,来自市二医院(深圳大学第一附属医院)的“合成生物器件干预膀胱癌的研究”喜获立项。该项目由蔡志明教授担任首席科学家,这是深圳首位国家973计划首席科学家,也是我国首位肿瘤合成生物学的国家973计划首席科学家。
团队的新课题是创造性地选择膀胱癌作为合成生物学治疗的研究模型,通过改造细菌和T淋巴细胞的方式探索癌症治疗新理念,这也意味着深圳乃至国内肿瘤研究正式进入了“人造生命”的轨道。
据介绍,蔡志明团队的这个项目由深圳大学作为首席科学家申报单位,联合清华大学、中山大学、北京大学等高校和研究机构,包括国家实验室1个、国家重点实验室3个、国家工程实验室1个、省部级重点实验室5个和三级甲等医院3家。研究团队包括中国工程院院士郭应禄、国家“千人计划”、“长江学者”、深圳市国家级领军人物等15位优秀科学家和学术骨干,组成近百人的研究团队,这是全球最大的肿瘤合成生物学研究团队之一。
改造细菌瞄准突变基因靶点
目前,临床普遍应用的传统肿瘤治疗方法包括化疗、放疗,尽管能有效治疗癌症,但其对癌细胞和正常细胞“通杀”的缺点却不容忽视,而且化疗和放疗存在容易耐药等一系列技术瓶颈,影响病人的治疗效果,还会为病人带来巨大的经济负担。
新立项的合成生物器件研究有什么更好的方法能“杀死”恶性肿瘤细胞?蔡志明解释,通俗来说,合成生物器件相当于一个组装的“导弹”,这个导弹能精确区分肿瘤患者体内的“癌细胞”与“正常细胞”,筛选出突变基因的靶点,而“导弹”能释放“弹药”,能精确瞄准基因靶点,杀死癌变细胞。
用来攻击癌细胞的“弹药”主要是经过改造的细菌和T淋巴细胞。经过改造的细菌具有识别实体肿瘤厌氧环境的特性,很容易找到癌变部位,T淋巴细胞本身对癌细胞具有杀伤力,且有可控性,这两者本身就是很好的攻击肿瘤的“武器”。从膀胱癌的标本中筛选出有效的治疗基因靶点后,再将靶点和抗原“组装”进细菌和T淋巴细胞,将其进行生物学合成,最终形成具有精确定位作用的“导弹”,可以准确打击癌变部位,“杀死”癌症细胞,不会造成普通细胞的损伤。据介绍,细菌可以是卡介苗菌等,经过改造后,这些细菌不再对人体有害。