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科学家计划利用细菌诊断癌症

,醫學編輯
最近審查:29.06.2025
已發表: 2023-10-20 09:00

经过特殊改良的细菌将能够捕获人类肠腔内的突变DNA,这将进一步有助于早期癌症诊断。

众所周知,任何疾病如果能及时诊断,都会更容易治愈。肿瘤疾病的早期发现是医学专家的首要任务,因为根据统计数据,恶性肿瘤大多在晚期才被发现,此时才开始出现明显的临床症状。

当怀疑患有肿瘤病理时,患者会接受肿瘤标志物检测——血液中产生的特异性蛋白质/抗原。它们是某些恶性肿瘤结构的典型特征,并随着癌细胞数量的增加而出现。然而,检测肿瘤标志物并非最准确的诊断方法,因为即使在正常情况下,这些蛋白质和肽也会由细胞少量分泌,并在体内发挥多种功能。从非典型细胞中检测DNA的方法可能会提供更多信息——它们可以被更早地检测到。这种方法仍在开发中,不仅可以在血液中检测DNA,还可以在尿液和肠道中检测。

加州大学和阿德莱德大学的专家提出利用细菌检测恶性DNA。许多微生物能够捕获DNA,并将其整合到自身基因组中。它们主要捕获微生物DNA,但也能关注其他循环中的类似分子。

恶性结构的DNA通过突变的存在而与其他结构区分开来。科学家们利用贝氏不动杆菌(Acinetobacter baylyi),对其进行改造,使其能够将其他含有KRAS突变的DNA片段嵌入到自己的基因组中。KRAS是最著名的致癌基因之一。KRAS突变会引发大多数类型的恶性肿瘤,包括结肠癌。改造技术的应用使得细菌能够确保其基因组中只嵌入突变KRAS的DNA,而不会接触正常KRAS的DNA。

在突变DNA被整合到细菌的过程中,对抗菌药物卡那霉素的耐药基因被激活。诊断时,只需将粪便中的微生物接种到含有抗生素的培养基中即可。如果微生物没有生长繁殖,则表明它们的耐药性尚未激活,也就是说,它们体内不存在突变的致癌基因。如果微生物生长繁殖,则表明肠道中存在突变的KRAS细胞。

专家们分析了“诊断性”细菌在啮齿动物体内的作用。在所有情况下,这些微生物都能准确识别出恶性肿瘤的起源。借助这种方法,能够在肿瘤发展的早期阶段检测出肿瘤,尤其是在存在肿瘤病理学倾向的情况下。例如,如果一个人已经患有可能恶性化的良性息肉病,这种诊断将非常有用。然而,这种方法也有一个缺点:并非所有器官都能成为改良微生物的靶点。

更多信息请访问science.org


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