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以細菌偵察癌組織

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王道還｜中央研究院歷史語言研究所助理研究員

癌組織有兩個特徵適合細菌生存：一、有充足營養供應；二、免疫機制受壓制。科學家早就想利用這兩個特徵把細菌送入癌組織協助病人抗癌，例如破壞癌細胞的基因機制、運送藥物、重新啟動免疫機制。

但是在研究過程中，新點子冒了出來，就是以細菌偵測癌細胞與腫瘤組織。

另一方面，大家都知道癌組織一旦出現了，往往會轉移、擴散。許多癌症的轉移目標是肝臟，例如大腸癌、胰臟癌。要是能及時發現轉移到肝臟的癌細胞，就能以手術治療。而且肝臟能再生，禁得起手術。可是掃描儀器如CT、fMRI，並不容易發現剛萌發的癌組織。

最近美國東西岸的著名研究大學合作，證明細菌可以偵察到轉移至肝臟的癌細胞，即使微小的癌組織都不放過。那是MIT與加州大學聖地牙哥校區兩位博士後研究員以小鼠完成的實驗。

研究人員使用的細菌是大腸菌，那是一個特殊的菌種，能促進消化道健康，算是益生菌。他們先以基因工程技術使大腸菌獲得生產一種酶的能力，那種酶叫做lacZ，能把飲食中的乳糖分解成葡萄糖與半乳糖。

研究人員用來做實驗的小鼠都罹患了大腸癌，而且已轉移到肝臟。研究人員讓小鼠把大腸菌吃進肚裡，靜待細菌透過肝門靜脈進入肝臟。然後，他們把一種化學分子注射到小鼠體內，這個分子是半乳糖與螢光蛋白的結合體。螢光蛋白連著半乳糖的時候不會發光，但是細菌生產的lacZ會把半乳糖切下，解放螢光蛋白。解放了的螢光蛋白會隨著尿液排出，在實驗室中有現成又方便的技術可以偵測尿液中的螢光蛋白。

總之，這種細菌進入癌組織，因為營養充分、生長旺盛，生產了許多lacZ，注射到小鼠體內的螢光蛋白因而大量解放。進一步分析發現，轉移到肝臟的癌組織，90％都有這種細菌，表示牠們偵察癌組織的能力很強。更好的消息是：以這個方法，1立方毫米的癌組織都能偵測到。

參考資料

Danino, T., et al. (2015) Programmable probiotics for detection of cancer in urine. Science Translational Medicine, 7(289), 289ra84.

資料來源

《科學發展》2015年7月，511期，76 ~ 80頁

工程(5) 癌症(61) 營養(8) 免疫(49) 大腸菌(4) 轉移(5) 肝臟(11) 科發月刊(5210)

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