德州農工大學的研究人員共同領導了一個耗資2000 萬美元的項目，旨在開發一種1 美元的癌症治療方法。在聯邦基金的支持下，一個由多所大學組成的研究團隊正在開發一種高效的細菌療法，透過一美元的單一劑量更精確地靶向癌症，使治療更安全。

傳統的癌症療法對患者的治療效果有限。有些療法，如放療和化療，會產生有害的副作用，而有些療法則往往導致病人反應遲鈍，更不用說接受治療所需的費用了。美國癌症協會癌症行動網絡的調查結果顯示，73% 的癌症倖存者和患者擔心如何支付癌症治療費用，51% 的人表示因治療而欠下醫療債務。例如，最先進的癌症治療費用可達100 萬美元。

德州農工大學和密蘇里大學正在主導開發一種低成本、安全、可控的癌症治療方法。研究人員從高級衛生研究計劃局（ARPA-H）獲得了2000 萬美元的抗癌撥款。該計畫為期四年，是本屆政府”癌症月”計畫的一部分，旨在推動和增加癌症研究的資金投入。這是由新成立的機構資助的首批計畫之一，該機構旨在透過支持針對社會最具挑戰性的健康問題開發影響力大的解決方案，加快改善每個人的健康狀況。

快速分析細胞

德州農工大學工程試驗站/德州農工大學的共同首席研究員Arum Han博士、Jim Song博士和Chelsea Hu博士正在開發用於腫瘤環境中免疫定向殺傷的合成可編程細菌（SPIKEs）。他們的想法是讓細菌幫助T細胞殺死癌組織，一旦癌細胞消失，細菌就會自我毀滅，並作為人體廢物安全地離開人體。

“SPIKEs 可以專門針對腫瘤細胞，”德州儀器公司電機與電腦工程系教授Han 說。”由於它只針對癌組織，而不針對周圍的健康細胞，因此病人的安全性成倍增加。很榮幸能加入這個團隊，解決影響很多人的重大健康問題。”

Han的實驗室正在開發高通量微流體系統，該系統可以快速處理和篩選大量細菌治療庫，每次一個細胞，從而快速確定最有前景的治療方法。這些系統透過整合微加工方法和生物技術，實現了皮升容量的液體處理系統，可以高精度、高速度地精確分析單一細胞，創造出快速分析單一細胞的設備。

Han說：”主要的挑戰在於如何真正開發出這些精密的微型設備，讓我們能夠在幾乎沒有人工或人為幹預的情況下，進行數以百萬計的全自動測試。這就是工程上的挑戰。 “

拯救抗腫瘤免疫細胞

在Han創新和設計微型設備的同時，Song–一位具有微生物致病機制、T細胞生物學和基於T細胞的免疫療法背景的免疫學家在過去五年裡一直致力於細菌免疫療法的研究。一種名為布魯氏菌（Brucella Melitensis）的細菌可以操縱人體微環境，促進T細胞介導的抗腫瘤免疫，進而治療至少四種癌症。

德州農工大學醫學院教授Song說：「我們正在努力改進布魯氏菌，以便更有效地預防或抑制腫瘤生長。目前的方法是找出如何設計細菌來拯救抗腫瘤免疫細胞，提高它們殺死腫瘤細胞的效率。迄今為止的數據顯示，布魯氏菌的效率大大高於嵌合抗原受體T細胞療法和T細胞受體療法等其他癌症療法，反應率超過70%。”

在Song繼續利用癌症模型測試細菌效率的同時，阿蒂-麥克費林化學工程系助理教授、合成生物學家Hu正在努力確保活細菌療法的安全性和可控性。

“我們使用的布魯氏菌菌株已被證明對宿主是安全的，因為它是一個減毒版本，這意味著細菌毒力所需的一個關鍵基因已被刪除，”Hu 說。”最終，我們希望控制細菌的生長速度、它在腫瘤環境中的生長位置以及它在完成任務後的自毀能力。”

為了控制生長速度，細菌的基因將被改變，以調節其數量，並圍繞特定的設定值擺動。Hu 還計劃在細菌中加入生物感測器，使細菌能夠區分健康組織和腫瘤組織，確保細菌只在腫瘤微環境中生長。

這種細菌將被設計成具有一種受體，以確保一旦癌症消失，病人可以服用抗生素，這種抗生素將發出信號，使細菌從根本上把自己切成碎片，並安全地從病人體內移除。

Hu說：『身為人類，我們的身上其實佈滿了細菌，而許多疾病都是由這些細菌群落的失衡引起的。例如，有些人的胃非常脆弱，而有些人的胃卻很強壯。這背後的科學依據是，免疫和消化系統強大的人的腸道內有健康的細菌細胞群落。活體療法有很大的潛力。”

“擁有一支擁有專業知識並能將這項技術推向前沿的出色團隊，這真是一個絕佳的機會，”Hu 說。”因此，我們的目標是進入臨床，為患者提供有效的癌症治療，每劑治療費用不到1美元。”

用非常規方法解決難題

其他合作者包括德州農工大學健康科學中心的陳志磊博士、電子與電腦工程系的錢曉寧博士，以及主要研究者、密蘇里大學的保羅-德菲格雷多博士。

“這項工作的三個主要優勢是安全性高、成本低和特異性靶向癌腫瘤，”Han 說。”我們很高興成為首批獲得ARPA-H 支持的團隊之一，ARPA-H 是一個全新的機構，由美國國會設立和支持，旨在真正解決廣泛健康領域的難題。我們正在使用非常規的方法解決難題。高風險、高影響是我們方法的特徵”。

這項研究開啟的工程細菌未來應用領域是無限的。

Song說：”在我們的下一個大計畫中，我們將合作設計細菌來對抗自體免疫疾病，如第1型糖尿病和類風濕性關節炎。基於細菌的免疫療法是醫學領域的突破性前沿，有可能徹底改變自體免疫疾病的治療方法。利用有益微生物的力量來調節免疫系統，我們即將改變醫學的未來。我們的研究和專業知識有望改變數百萬人的生活，為他們帶來新的希望和更健康的明天。”

編譯來源：ScitechDaily