0:00:05.943,0:00:10.763 1884 年,一位癌症患者的病情每况愈下。 0:00:10.763,0:00:14.268 他颈部的恶性肿瘤快速增大, 0:00:14.268,0:00:18.909 随之而来的,是非肿瘤所致的[br]细菌性皮肤感染。 0:00:18.909,0:00:21.619 但很快,令人意外的情况出现了: 0:00:21.619,0:00:26.670 随着此人皮肤感染的痊愈,[br]他的恶性肿瘤亦开始消退。 0:00:26.670,0:00:31.531 一位名叫威廉 · 科利的医生(William Coley)[br]在 7 年后找到这名患者, 0:00:31.531,0:00:34.191 他没有发现任何[br]癌症(恶性肿瘤)遗存的迹象。 0:00:34.191,0:00:37.162 科利于是相信[br]有一件举世瞩目的事情要发生: 0:00:37.162,0:00:41.472 细菌感染能够刺激患者的免疫系统 0:00:41.472,0:00:43.710 以对抗癌症。 0:00:43.710,0:00:46.504 这项发现使科利成为癌症疗法的先驱, 0:00:46.504,0:00:51.417 即,有意向患者体内注射细菌,[br]以成功治疗癌症。 0:00:51.417,0:00:55.867 一个世纪之后,[br]合成生物学家发现了更好的治疗手段。 0:00:55.867,0:00:58.954 他们利用了看似不可能的盟友—— 0:00:58.954,0:01:04.040 通过人为编程细菌的帮助,[br]使药物安全并直接地送至肿瘤处。 0:01:04.040,0:01:07.670 当细胞正常功能被改变时,[br]癌症就会发生。 0:01:07.670,0:01:12.534 癌变细胞之后开始[br]快速繁殖、成长,最终形成肿瘤。 0:01:12.534,0:01:16.824 诸如放疗、化疗以及免疫疗法 0:01:16.824,0:01:20.459 会击杀癌细胞,[br]但对整个身体也有副作用, 0:01:20.459,0:01:23.457 而且会在治疗过程中[br]无差别地破坏健康的组织。 0:01:23.457,0:01:26.077 然而,一些细菌,例如大肠杆菌 0:01:26.077,0:01:31.528 具有特定的优势,[br]它们可以选择性地在肿瘤内生长。 0:01:31.528,0:01:35.478 实际上,肿瘤的内部核心[br]为细菌提供了理想的生长环境, 0:01:35.478,0:01:39.367 供细菌安全地繁殖,[br]躲避免疫细胞的攻击。 0:01:39.367,0:01:41.068 这样的细菌不但不会引发炎症 0:01:41.068,0:01:45.077 还可被重编程,[br]使其自身携带抗癌药物 0:01:45.077,0:01:49.847 犹如特洛伊木马,[br]从肿瘤内部展开攻击。 0:01:49.847,0:01:54.794 此类通过基因编程细菌活细胞[br]作为治疗手段的新颖方式 0:01:54.794,0:01:59.514 是目前合成生物学中[br]一个备受关注的领域。 0:01:59.514,0:02:01.984 那细菌是如何被编程的呢? 0:02:01.984,0:02:05.083 关键就在于对它们 DNA 的操控。 0:02:05.083,0:02:08.456 在细菌活细胞的 DNA 中[br]插入特别的基因序列, 0:02:08.456,0:02:11.715 并指导其合成不同的分子。 0:02:11.715,0:02:15.271 其中包括一些[br]会干扰癌细胞的生长的分子。 0:02:15.271,0:02:18.332 在生物电路的帮助下, 0:02:18.332,0:02:20.866 细菌还可以被编程,[br]从而做出特定行为。 0:02:20.866,0:02:27.811 这些行为基于特定因素的[br]出现、缺失或组合而异。 0:02:27.811,0:02:31.557 举个例子,肿瘤通常[br]含氧量低, PH 值低, 0:02:31.557,0:02:34.630 并且会过量生产特定分子。 0:02:34.630,0:02:39.369 合成生物学家们[br]可以让细菌对这些条件敏感, 0:02:39.369,0:02:44.012 因此使得细菌只对肿瘤反应,[br]从而避开健康组织。 0:02:44.012,0:02:50.307 有一种生物电路,[br]名为同步裂解回路(SLC)。 0:02:50.307,0:02:55.769 它不仅能使细菌携带药物,[br]还可使其按时间规律行动。 0:02:55.769,0:02:58.009 首先,为避免伤害健康组织, 0:02:58.009,0:03:02.242 抗癌药物会随着细菌的生长被释放, 0:03:02.242,0:03:05.324 而整个过程仅会发生在肿瘤内部。 0:03:05.324,0:03:07.671 接下来,在药物被释放完毕后, 0:03:07.671,0:03:10.840 当细菌数量上升至临界值时, 0:03:10.840,0:03:14.000 一个生死 开关会被启动,[br]致使细菌爆裂。 0:03:14.000,0:03:18.497 这样既释放了药物,[br]又削减了细菌数量。 0:03:18.497,0:03:22.549 当然,一定比例的细菌会存活下来 0:03:22.549,0:03:24.537 以待继续繁殖、占领肿瘤。 0:03:24.537,0:03:28.518 最终,细菌的数量将再次[br]增长至临界值,触发生死开关, 0:03:28.518,0:03:30.568 如此循环。 0:03:30.568,0:03:35.318 人们可将生物电路中[br]药物释放的周期进行微调, 0:03:35.318,0:03:37.858 以最佳方式对抗不同癌症。 0:03:37.858,0:03:42.288 这一治疗方法已在科学实验中的[br]小白鼠身上被证实具有前景。 0:03:42.288,0:03:46.534 科学家通过注射细菌,[br]不仅可以消灭淋巴瘤, 0:03:46.534,0:03:51.294 同时还会刺激免疫系统, 0:03:51.294,0:03:55.832 引发免疫细胞识别并攻击 0:03:55.832,0:03:57.592 实验鼠体内[br]其他未受药物影响的淋巴瘤。 0:03:57.592,0:04:02.478 不同于其他疗法,[br]细菌并非只针对一种癌细胞, 0:04:02.478,0:04:07.789 而是以实体瘤的[br]一些共有特征作为靶点。 0:04:07.789,0:04:12.169 被基因编辑过的细菌[br]不局限于简单的对抗癌症, 0:04:12.169,0:04:14.970 同时,还能作为复杂精密的感应器 0:04:14.970,0:04:17.939 以监视未来疾病的发生部位。 0:04:17.939,0:04:22.198 安全的益生菌甚至[br]能以休眠状态潜伏于内脏, 0:04:22.198,0:04:25.098 在任何体内失调可能导致[br]疾病症状发生之前, 0:04:25.098,0:04:28.042 进行探测、阻止及治疗。 0:04:28.042,0:04:31.617 科技的发展,例如未来将会出现的 0:04:31.617,0:04:35.610 能带来更多个性化药物的纳米机器人,[br]令人兴奋无比。 0:04:35.610,0:04:38.224 不过多亏了数亿年来的进化, 0:04:38.224,0:04:40.084 我们可能已经站在了 0:04:40.084,0:04:44.343 研究细菌全新生物形态的起点。 0:04:44.343,0:04:46.620 向其中融入合成生物学, 0:04:46.620,0:04:49.637 谁人可知未来的可能呢?