德克萨斯农工大学的研究人员共同领导了一个耗资 2000 万美元的项目，旨在开发一种 1 美元的癌症治疗方法。在联邦基金的支持下，一个由多所大学组成的研究团队正在开发一种高效的细菌疗法，通过一美元的单一剂量更精确地靶向癌症，使治疗更安全。
传统的癌症疗法对患者的治疗效果有限。一些疗法，如放疗和化疗，会产生有害的副作用，而另一些疗法则往往导致病人反应迟钝，更不用说接受治疗所需的费用了。美国癌症协会癌症行动网络的调查结果显示，73% 的癌症幸存者和患者担心如何支付癌症治疗费用，51% 的人表示因治疗而欠下医疗债务。例如，最先进的癌症治疗费用可达 100 万美元。
得克萨斯农工大学和密苏里大学正在牵头开发一种低成本、安全、可控的癌症治疗方法。研究人员从高级卫生研究计划局（ARPA-H）获得了 2000 万美元的抗癌拨款。该项目为期四年，是本届政府"癌症月"计划的一部分，旨在推动和增加癌症研究的资金投入。这是由新成立的机构资助的首批项目之一，该机构旨在通过支持针对社会最具挑战性的健康问题开发影响力大的解决方案，加快改善每个人的健康状况。
快速分析细胞
德克萨斯农工大学工程试验站/德克萨斯农工大学的共同首席研究员Arum Han博士、Jim Song博士和Chelsea Hu博士正在开发用于肿瘤环境中免疫定向杀伤的合成可编程细菌（SPIKEs）。他们的想法是让细菌帮助T细胞杀死癌组织，一旦癌细胞消失，细菌就会自我毁灭，并作为人体废物安全地离开人体。
"SPIKEs 可以专门针对肿瘤细胞，"德州仪器公司电气与计算机工程系教授 Han 说。"由于它只针对癌组织，而不针对周围的健康细胞，因此病人的安全性成倍增加。很荣幸能加入这个团队，解决影响很多人的重大健康问题。"
Han的实验室正在开发高通量微流体系统，该系统可以快速处理和筛选大量细菌治疗库，每次一个细胞，从而快速确定最有前景的治疗方法。这些系统通过整合微加工方法和生物技术，实现了皮升容量的液体处理系统，可以高精度、高速度地精确分析单个细胞，创建出快速分析单个细胞的设备。
Han说："主要的挑战在于如何真正开发出这些精密的微型设备，让我们能够在几乎没有人工或人为干预的情况下，进行数以百万计的全自动测试。这就是工程上的挑战。"
拯救抗肿瘤免疫细胞
在Han创新和设计微型设备的同时，Song--一位具有微生物致病机理、T细胞生物学和基于T细胞的免疫疗法背景的免疫学家在过去五年里一直致力于细菌免疫疗法的研究。一种名为布鲁氏菌（Brucella Melitensis）的细菌可以操纵人体微环境，促进T细胞介导的抗肿瘤免疫，从而治疗至少四种癌症。
得克萨斯农工大学医学院教授Song说："我们正在努力改进布鲁氏菌，以便更有效地预防或抑制肿瘤生长。目前的方法是找出如何设计细菌来拯救抗肿瘤免疫细胞，提高它们杀死肿瘤细胞的效率。迄今为止的数据显示，布鲁氏菌的效率大大高于嵌合抗原受体T细胞疗法和T细胞受体疗法等其他癌症疗法，反应率超过70%。"
在Song继续利用癌症模型测试细菌效率的同时，阿蒂-麦克费林化学工程系助理教授、合成生物学家Hu正在努力确保活细菌疗法的安全性和可控性。
"我们使用的布鲁氏菌菌株已被证明对宿主是安全的，因为它是一个减毒版本，这意味着细菌毒力所需的一个关键基因已被删除，"Hu 说。"最终，我们希望控制细菌的生长速度、它在肿瘤环境中的生长位置以及它在完成任务后的自毁能力。"
为了控制生长速度，细菌的基因将被改变，以调节其数量，并围绕特定的设定值摆动。Hu 还计划在细菌中加入生物传感器，使细菌能够区分健康组织和肿瘤组织，确保细菌只在肿瘤微环境中生长。
这种细菌将被设计成具有一种受体，以确保一旦癌症消失，病人可以服用抗生素，这种抗生素将发出信号，使细菌从根本上把自己切成碎片，并安全地从病人体内移除。
Hu说："作为人类，我们的身上实际上布满了细菌，而很多疾病都是由这些细菌群落的失衡引起的。例如，有些人的胃非常脆弱，而有些人的胃却很强壮。这背后的科学依据是，免疫和消化系统强大的人的肠道内有健康的细菌细胞群落。活体疗法有很大的潜力。"
"拥有一支拥有专业知识并能将这项技术推向前沿的出色团队，这真是一个绝佳的机会，"Hu 说。"因此，我们的目标是进入临床，为患者提供有效的癌症治疗，每剂治疗费用不到1美元。"
用非常规方法解决难题
其他合作者包括德克萨斯农工大学健康科学中心的陈志磊博士、电子与计算机工程系的钱晓宁博士，以及主要研究者、密苏里大学的保罗-德菲格雷多博士。
"这项工作的三个主要优势是安全性高、成本低和特异性靶向癌肿瘤，"Han 说。"我们很高兴成为首批获得 ARPA-H 支持的团队之一，ARPA-H 是一个全新的机构，由美国国会设立和支持，旨在真正解决广泛健康领域的难题。我们正在用非常规的方法解决难题。高风险、高影响是我们方法的特点"。
这项研究开启的工程细菌未来应用领域是无限的。
Song说："在我们的下一个大项目中，我们将合作设计细菌来对抗自身免疫性疾病，如1型糖尿病和类风湿性关节炎。基于细菌的免疫疗法是医学领域的一个突破性前沿，有可能彻底改变自身免疫性疾病的治疗方法。利用有益微生物的力量来调节免疫系统，我们即将改变医学的未来。我们的研究和专业知识有望改变数百万人的生活，为他们带来新的希望和更健康的明天。"
编译来源：ScitechDaily