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“细菌飞艇”来治病

来源:用户上传      作者: 毛毛虫

  你是否想过,有一天,我们可以训练肉眼都看不到的细菌来为我们服务,而且还是听起来非常恐怖的大肠杆菌。这不是天方夜谭,或许在不久的将来,科学家就能将大肠杆菌“训练”为一个个运载药物的微型“飞艇”,来定时定点地“空投”药物,治疗疑难杂症。
  神奇的微型“飞艇”
  美国马里兰大学的科学家们发表了一个报告,称他们可以训练细菌,一方面来生产药物,另一方面,又能将药物运送到指定的场所。
  科学家们利用基因工程的方法改造大肠杆菌,让它们可以生产特别的药物。要注意,这些药物可不是细菌心甘情愿来产生的,而完全是经过科学家的特别改造,让细菌专门来生产的。当然,即使这样,也并不是什么了不起的发现,更有意思的是,细菌平时都隐藏着这一特殊本领,不生产药物,而是随时待命,时刻准备着。科学家告诉它们准确的“空投”地址――一般都是我们身体患病的部位,或者是需要特别治疗的部位――细菌就会按照指示,“携带”全套生产装备,浩浩荡荡前往指定地点。一路上,它们依然是“待命”状态,也就是不生产药物。它们准确到达目的地后,就会辨识并发出一些化学信号,即“生产指令”,开始就地安营扎寨,形成生产线,大批量生产药物。因为是在我们身体患病部位就近产生药物,所以在患病部位附近有较高的药物浓度,既实现了重点部位的重点火力照顾,又避免了伤及无辜,不会杀伤其他正常的身体细胞。
  根据最新的报道,科学家制备的此类细菌看起来像是一个个加肥版的圆棍,外形非常类似我们常见的飞艇,而且其发挥的功能也非常接近――搜寻目标、传送弹药、空投弹药,因此被命名为“细菌飞艇”。
  【深层解析】
  此处所指的基因工程,就是用DNA重组技术,将外源基因转入大肠杆菌中表达,使大肠杆菌能够生产人体所需要的产品,而这种服务于我们的细菌被称为基因工程菌。基因工程技术在医药、环保、畜牧、食品等很多领域都有巨大的应用前景。据统计,目前全世界的药品中至少有50%是通过生物合成的,生物合成比化学合成更加简便,尤其是对于那些分子结构复杂的药物,更加省时省力,因此可以带来难以估计的经济效益。
  肩负双重任务
  在这一科研项目中,科学家赋予大肠杆菌双重身份――既是药物“生产员”,又是药物“递送员”。这是该研究内容最大的亮点。而且,“生产药物”也是一个广义概念,理论上包括任何功能,比如缓解食物中毒、杀灭病变细胞、消除感染等等。在已经进行的体外实验中,这种基因工程菌已经能够完成科学家预想的工作――能够准确找到预先设定的目标,一种肠细胞,并产生相关的化学信号,诱导周围的细菌一起产生特异的蛋白药物,从而达到治疗的目的。
  为了更好地理解“细菌飞艇”的双重任务,我们不妨将这两个过程拆开单独来看看。
  首先是基因工程菌来为人类服务。要说到细菌为人类服务,那历史可就长了,可以追溯到公元前几千年的酿酒和制醋的生产工艺――那就是利用细菌发酵为我们生产所需要的东西。到了后来,19世纪末到20世纪30年代的工业发酵,其实都是应用微生物的实例。说到生产药物,可能是我们更加熟悉的,医院天天在使用的青霉素、链霉素、庆大霉素、红霉素等抗生素以及一些维生素,都是通过不同微生物发酵产生的。后来随着基因技术的发展,利用基因工程,人类可以有目的地改造细菌,让基因完全按照我们的意愿发挥生物学功能,生产我们需要的药物。
  其次就是“服务到门”的定点功能。在医药学领域,这一功能有一个专门术语,称为“靶向”。顾名思义,就是像打靶一样,通过载体将药物精准地运送到病变部位。所以,病变部位也就称为靶部位,负责运载药物的载体被称为靶向制剂。从这一角度来说,该基因工程菌就是一种靶向制剂。
  【深层解析】
  靶向制剂最大的优点就在于将药物准确送达病变部位,并且在这些靶部位滞留一定的时间,在局部积累一定的浓度。这样一来,不仅可以高效消灭病灶,还能保证对周边的正常细胞“毫发无损”。常见的靶向制剂一般是一些微米或者纳米级别的小胶囊,通过被动的渗透或者我们人为地进行设计改造,实现靶向的目的。
  任重而道远
  在已有的实验中,“细菌飞艇”首先应用于肠道中,因为大肠杆菌在肠道中存活的时间更长,自然发挥的效果也更持久。但科学家们并不满足于此,他们希望在此基础上能够进一步改造“细菌飞艇”,实现对肿瘤等疑难病症的精准治疗。同时,既然“细菌飞艇”能够释放预先设定好的化学信号,科学家也希望通过这种信号交流,与天然的致病菌相互沟通,能够“劝阻”有害菌致病,使其保持一种相对休眠的状态,阻止它们的感染。
  科学家期待能将“细菌飞艇”制备成一种活菌制剂,就如同我们平时经常食用的益生菌那样,可以通过注射或口服顺利地进入我们体内并保持活性。
  目前,在“细菌飞艇”研究方面所取得的成绩的确非常鼓舞人心,但也不得不强调,这些实验结论大多还只是停留于理论设想,充其量也就是体外实验证明,距离实际应用还有相当远的路要走。
  首先,当前的“细菌飞艇”是针对肠道疾病,通过口服进入体内,经过消化道到达肠道。但问题在于,进入肠道之前,“细菌飞艇”要经历一个可以称之为“地狱”的环境,就是我们的胃部――其中富含大量的胃酸,能顺利通过此关的幸存者实在是寥寥无几。这样,也就会使治疗效果大打折扣。
  其次,是“细菌飞艇”的安全性问题。毕竟这是一种工程细菌,而且生产的又是具有功能性的生物活性物质,比如像大分子的蛋白质,当这些细菌和化学物质进入体内或是进入到自然环境当中,存在着一定安全隐患,要想顺利通过审查也不是一件容易的事。
  【深层解析】
  基因工程存在一定的安全隐患。重新组合一种在自然界尚未发现的生物性状,有可能给现有的生态环境带来不良影响,特别是新的重组DNA生物体的意外扩散,可能会出现不同程度的潜在危险。因此,基因工程技术的应用必须非常谨慎。
  


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