近(10)日，美國聖地牙哥加州大學(UCSD)的研究人員，開發出一項以CRISPR基因編輯改造的細菌，使其可偵測腸道中結直腸癌(CRC) DNA的工具。這項工具可望針對癌前病變即具有的基因突變進行設計，便能達到及早檢測癌症的效果。該研究發表於頂尖期刊《Science》。

該研究也是人類首次發明讓細菌識別「細胞外特定DNA序列」，相較於過去以細菌執行其他診斷或治療，又更進了一步。

研究團隊透過在腸道內部署經CRISPR基因編輯的鮑氏不動桿菌(Acinetobacter baumannii)，使其偵測腸道中由大腸癌細胞所釋放的游離DNA (cell-free DNA)，再進一步分析腸道菌後，便能了解受試者是否患有大腸癌。

論文共同第一作者，UCSD研究員Rob Cooper表示，許多細菌具有能從自然環境中取得DNA的能力，這項工具正是運用此能力達成。

細菌從自然環境中取得DNA的能力，又稱為水平基因轉移(horizontal gene transfer)，是指其未經由親代遺傳，而是在環境或彼此間轉移遺傳物質的模式。這項模式雖已廣為人知，但研究人員首次將其運用在哺乳動物腫瘤中。

這項研究先是以腸道類器官進行，接著再於小鼠體內進行，團隊以CRISPR系統對細菌基因進行編輯，使其攝入KRAS突變和非突變基因後，僅有攝入KRAS突變基因者可對特定抗生素產生耐藥性；由於KRAS突變多存在於癌前病變的瘜肉和癌細胞中，因此最終若檢測到患者體內有該細菌，則表示其可能患有大腸癌。

之後檢測樣本菌叢時，研究人員只要以特定抗生素處理樣本，就能得知是否有攝入KRAS突變基因的細菌存活。

作者之一的澳洲阿得雷德大學(University of Adelaide)資深研究員Susan L. Woods表示，由於結直腸癌可說是種「沈浸在細菌叢中」的腫瘤，因此，運用細菌來檢測預防結直腸癌有很大的潛力。

目前，該團隊正在運用其他細菌，調整這項「細菌感測器」的策略，期望進一步用於癌症或其他疾病的檢測和治療。

參考資料：

1. 論文原文：https://www.science.org/doi/10.1126/science.adf3974

2. https://today.ucsd.edu/story/researchers-engineer-bacteria-that-can-detect-tumor-dna

(編譯/巫芝岳)