消滅惡性腫瘤，有請病毒代勞

World-First Viral Therapy Trial in Cancer Patients


（摘錄自 聯合報，出版日期：101.04.03）

20 世紀初，醫學界對癌症幾乎束手無策。除非醫師能夠切除腫瘤，否則病人通常必然不久於人世。然而在多年來公布的數十個病例中，醫界發現一種很特別的趨勢：癌症病人在受到病毒感染期間，病情有時候竟然短暫緩解。



圖1. This three-dimensional reconstruction of part of a human colorectal tumor shows widespread infection with oncolytic vaccinia virus (green). (Credit: Naomi De Silva)


這不是巧合。研究人員發現，一般的病毒有時候會攻擊腫瘤細胞。他們窮數十年精力想要駕馭這種現象，用以治療癌症，歷經一連串失敗後，已接近以改造病毒消滅癌細胞的境界。

麻省綜合醫院首席神經外科醫師馬度沙說：「這是令人振奮的一刻。我認為我們一定可以用某些病毒來消滅某些腫瘤。」他說，部分候選病毒已進入進階實驗階段。

癌細胞能大量複製，卻無法像正常細胞般有效避免感染。因此科學家一直在設法培育毒性無法傷害正常細胞，但足以消滅腫瘤細胞的病毒。

醫界 1904 年發現罹子宮頸癌婦女接種狂犬病疫苗會短暫復元後展開研究，20 世紀中葉醫師已開始為癌症病人施用活性病毒。

實驗結果不佳。《美國病理學》期刊 1964 年刊載報告指出，癌症去而復返，注射甚至曾使病人「受到致命的感染」。醫界一度放棄了這方面的研究。

1991 年馬度沙想到以單純疹病毒（HSV-1）對付癌細胞。HSV-1 基因組較大，能夠承受多種突變與刪減。馬度沙移除它的部分基因以降低毒性。他為患腦癌的老鼠注射經調整的病毒，病情果然緩解。然而多數老鼠最後死於腦炎。

1990 年，芝加哥大學病毒學家羅伊斯曼在疹病毒當中發現「主宰基因」。病毒移除這個基因後再也無法擊潰正常細胞的防衛功能。事實證明，經修改的病毒毒性減弱到只能延緩腫瘤成長。



圖2. A new virus is showing promise as a new way of attacking and shrinking cancer tumours.


1996 年，紐約大學病毒學家莫爾無意間找到進一步弱化羅斯曼病毒的方法。他不斷讓它接觸癌細胞，直到演化出能在這些細胞中複製的病毒突變體為止。接著，莫爾與博士生穆爾維設計出讓病毒避開免疫系統的方法，提高它殺滅癌細胞的能力。

有別於效果遞減的化療，如果確定感染，溶瘤病毒會在體內增生，毒性也會增強。除直接攻擊癌細胞，部分病毒還會產生鎖定腫瘤的免疫反應。



圖3. Schematic representation of oncolytic virotherapy.（圖片來源：http://www.pharmaasia.com/cmsimages/0908_PA_pg6.jpg）


目前有數種或可對抗癌細胞的病毒正在實驗中，其中二種已進入第三階段。

牛痘是消滅天花的利器。科學家正在測試一種經過調整的牛痘，以治療高居全球癌症死因第三名的末期肝癌。在最近一項實驗中，以這種代號 JX-594 的高劑量病毒治療的病人與以低劑量治療者相比，存活期由七個月延長到 14 個月。



圖4. The artificial virus named JX-594 it works like a vaccine against cancer cells.（圖片來源：http://s3.amazonaws.com/readers/2011/09/11/49511_1.jpg）



圖5. The study, which is published in the journal Nature, was designed primarily to test the safety of the virus, not to cure the patients.


圖6. 開發 JX-594 之加拿大渥太華大學及渥太華醫院研究所研究團隊主要負責人 John C Bell 博士。（圖片來源：http://www.ohri.ca/profiles/bell.asp）


聖地牙哥加大摩爾斯癌症中心臨床研究主任雷德說：「隨機實驗有這種反應，聞所未聞。」

以莫爾最初發現為基礎的一種疹病毒已進入對抗黑色素瘤的進階實驗階段。初步資料顯示病人復元、存活的反應比為 26%。

頭頸癌通常難以治療。醫界正在測試以一種呼吸道腸道病毒來治療。

研究人員指出，以這些病毒治療副作用很小，包括惡心、疲倦與疼痛。

穆爾維目前主持巴爾的摩一家公司，正在實驗以病毒對抗黑色素瘤與膀胱癌。他說：現階段最大挑戰是讓別人相信這種新療法「不是科幻小說的情節」。他說：「所幸這道障礙正在消失。」



參考網站 / 相關連結：

1. ScienceDaily: World-First Viral Therapy Trial in Cancer Patients

2. NOWnews.com: 加拿大研發「溶瘤病毒」　專門殺死癌細胞！

3. 溶瘤病毒（Oncolytic virus）

4. 期刊：The Oncolytic Poxvirus JX-594 Selectively Replicates in and Destroys Cancer Cells Driven by Genetic Pathways Commonly Activated in Cancers

NASA 發現新細菌，DNA 由 "砷（砒霜主成分）" 組成！

NASA 發現新細菌，DNA 由 "砷（砒霜主成分）" 組成！





一般來說，構成生命的六種組成分別是：碳、氫、氧、氮、磷、硫，然後再加上一些金屬（如：鐵、鈣、鎂、鋅、鈷等等）來維持酵素運作或是組成營養素成分！而 NASA 的科學家則發現在美國加州 Mono Lake 底部發現一種微生物，他專門吃「砷」，並且成為他 DNA 骨架的一部份！





圖1. 美國加州 Mono Lake



這個發現又將生命發展的極限往前推進到另一個新的領域！ : )



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這則新聞是 2010/12/02 由 NASA 記者會上發佈的！



其實，別以為在地球上發現這樣的事情好像沒什麼大不了的！一直以來，科學家總是在找尋外星生物，畢竟地球生物都是以上述那幾種元素所構成而運作的，如果能發現「異元素」－舉凡「硒 Se、碲 Te、砷 As」－所構成的生命，那麼這個發現對於外星生物的探尋就變得相當相當重要！





圖2. 吃砷的細菌（Spirochaeta americana）的螢光圖：紅色部分死掉了，綠的部分是活的。



畢竟之前有聽說 NASA 在 土星 (Saturn) 的最大衛星「土衛六 (Titan)」上面有發現「砷」，因此現在又在 Mono Lake 發現可以吃砷的細菌，說不定也是間接的想證實「已經發現外星生命」這件事情！ :PPP





圖3. 土衛六：Titan



加上記者會上有一位叫「Wolfe Simon」的生物學家昨天還語帶保留的說：『確實在湖中找到 "一些東西"！！』，還說「年底會公佈結果」！這也增加了一些想像的空間！ :PP



就讓我們拭目以待吧！ ( ￣ c￣)y▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂ξ



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總而言之，這隻細菌超厲害！他的 DNA、脂肪裡面的「磷」都可以被「砷」來取代（而且還可以換來換去！ ）給他吃磷他能活，給他吃「砷」他也能活！簡直就是「亂馬 1/2」了！！





Reference：

1. http://www.sciencemag.org/content/early/2010/12/01/science.1197258

2. http://www.nasa.gov/home/hqnews/2010/dec/HQ_10-320_Toxic_Life.html

3. http://science.nasa.gov/science-news/science-at-nasa/2003/30jul_monolake/

4a. Wolfe Simon：http://en.wikipedia.org/wiki/Felisa_Wolfe-Simon

4b. Wolfe Simon：http://www.ironlisa.com/

颱風可引發慢地震 台灣中研院研究登自然期刊

颱風可引發慢地震　台灣中研院研究登自然期刊


颱風與地震是台灣兩大天災，對於天災的深入暸解，甚具保障生命財產的意義。一組包括本院地球科學研究所副研究員劉啟清與美國華府卡內基學院所合作組成的國 際團隊，日前針對台灣東部地震研究，創新發現：颱風可以引發慢地震。這項嶄新學術研究成果，已經引起國際重視，並刊登於 6 月 11 日出版的國際頂尖專業期刊 「自然」(Nature)。



圖1. Topographic map of Taiwan showing collision with Philippine Sea plate.


與一般地震在數秒、數分鐘之間，所產生的劇烈震動這種地層撕裂的現象不同；所謂的「慢地震」係指一種以數小時到一兩天的時間，用溫和的斷層滑動方式，以釋放地底能量。

此篇論文「颱風可以引發慢地震」共有三位作者，第一作者劉啟清博士解釋，研究團隊在台灣東部瑞穗、大港口與樟原之間的海岸山脈的三個監測站，地表下 200 到 270 公尺處，埋設高精密度的井下應變儀（Borehole StrainMeters，BSM），以監測地殼岩石的應變量。這些儀器可以偵測到人們無法察覺到的微小地殼變形量。



圖2. 劉啟清博士。


2003 年 8 月到 2007 年 8 月之間，研究團隊在這些相距約 5 到 15 公里的儀器紀錄中，共偵測到 20 個慢地震。為達到精確的觀測結果，科學家必須同時記錄氣壓變化，以便消除地底下岩石因地表氣壓變化所產生的變形量。結果 4 年中，研究團隊發現其中有 11 個慢地震是和颱風同時發生的，而每次的變形時間約在數小時到數十小時。這 11 個慢地震也比其它 9 個慢地震表現為強烈，而且具有較複雜的波形。



圖3. Strain data for the largest slow event recorded, together with pressure record showing passage of typhoon.


另一位作者卡內基學院 Alan Linde 博士指出，根據所蒐集到的氣壓與地震的資料，明確導出創新的結論：颱風可以引發慢地震。這是根據利用單一個斷層面的三次間歇的錯動，可以模擬三 個不同位置的測站的不同時間記錄所推論的結果，而且 20 個慢地震會與 11 個颱風湊巧同時發生的概率大約只有 1 億分之ㄧ的機會。



圖4. Alan Linde 博士（圖片來源：http://www.dtm.ciw.edu/users/linde/）


至於為何颱風的低氣壓會引發慢地震呢？第三位作者卡內基學院 Selwyn Sacks 博士解釋，颱風的低氣壓降低了陸地底下的岩石壓力，但是海洋底下的岩石所受的壓力卻因引入較遠處高壓區的海水而沒有降低，因而在斷層的額外壓力梯度引發了逆斷層的滑動。



圖5. Selwyn Sacks 博士（圖片來源：http://www.dtm.ciw.edu/users/sacks/）


Alan Linde 博士補充說明，當台灣東部瑞穗、奇美地區位於擠壓板塊的邊界，這地區的斷層都有穩定的變形，當在接近斷層面破裂的臨界應力時，颱風所帶來的氣壓微小變動，有可能會將斷層面應力突破該處岩層所能承受的極限，而引發慢地震。

地球科學研究所特聘研究員亦是前所長李太楓院士表示，2003 年地球科學家開始在加州的太平洋與北美板塊的邊界上，設置「板塊邊界實驗室」（Plate Boundary Observatory，PBO），他們係利用全球衛星定位儀（Global Positioning System，GPS）與井下應變儀，監測這個活動邊界的立體應變。同樣的，2002 年在台灣東部的歐亞大陸與菲律賓海板塊的邊界上，也設置「台灣板塊邊界實驗室」（Plate Boundary Observatory in Taiwan，PBO-T）。李太楓院士表示，這兩種儀器同時運用，可以解決這板塊邊界高速擠壓，而卻沒有釋放出相對應的地震能量的問題。



圖6. 台灣東部整的大地測量觀測網，包括 GPS（洋紅色的點）與井下應變儀（紅星星與藍十字點）的觀測站。



圖7. 本研究所追蹤的颱風列表


研究團隊認為，或許台灣地區每年頻繁的颱風，正扮演著適時的紓解台灣東部地層的壓力作用，減少這個地區大地震的可能機會。目前研究團隊已經將井下應變儀的觀測網，向北延伸到太魯閣，向南延伸到池上、成功；期望可以提供更完整的研究數據，供未來學術與實際應用。


參考網站：
http://www.nature.com/nature/journal/v459/n7248/full/nature08042.html


原始報導：
http://www.earth.sinica.edu.tw/zh/1news/news090611.html

開發新疫苗來對抗 H5N1 流行性感冒

Novel Pandemic Flu Vaccine Effective Against H5N1 In Mice



ScienceDaily (Mar. 6, 2009) — 被用來抵抗類似如 H5N1 流行性感冒這種區域性大流行的疾病之最佳利器就非疫苗（vaccines）莫屬了。不過大多數的公共衛生專家都認為，類似像流感這種具有季節性的大規模傳染疾病以現今需仰賴雞蛋來生產疫苗的方法實在是既龜速又沒效率。



圖1. Negative stain electron microscopy of influenza H5N1 VLPs.


位在 Emory 疫苗中心的科學家們提出另一種選擇，那就是：類病毒顆粒（virus-like particles，簡稱 VLPs），它是一種看起來與病毒一樣，但是肚子空空，而且也無法自我複製的空殼。如果拿這種 VLPs 對著小老鼠進行免疫誘發實驗後便可以讓小老鼠們對致命的 H5N1 感染產生抵抗力，而且效力可達數月之久！

「這個結果可以讓我們思考，也許 VLPs 可以變成一種有效的人類疫苗，好讓我們抵抗 H5N1 流行性感冒。」來自 Emory 大學醫學院，微生物及免疫學教授，同時也是本論文的主要作者 Richard Compans 博士這樣說到。



圖2. Richard Compans 教授，前者。（圖片來源：http://gtresearchnews.gatech.edu/images/compans_prausnitz31.jpg）


在過去的世紀裡，全世界發生過數次大規模的流行性感冒疾病，最嚴重的一次是發生在 1918 年，由西班牙流感（Spanish Flu）病毒株所造成的流感，那一次全球約有五千萬人因此疾病而死亡。



圖3. 流感病毒的進化圖，由西元 1918 年開始，一直到 2006 年，後半部包含了 1997 年發生的禽流感病毒，此圖擷取自世界衛生組織網站。



圖4. 過去一百多年來，曾經分別在 1889、1918、1957 及 1968 年發生世界性大流行。（Source：Nature Rev Drug Discovery. 2006, 5, 1015）


而 H5N1 流感病毒株約在 1990 年於亞洲的鳥類身上所發現，至今也已經造成數百人因此喪命。政府部門之所以對 H5N1 感到害怕是因為我們人體並未對該病毒株產生免疫，因此一旦爆發人與人之間交互傳染的大規模全球性流行，其死亡率必定相當驚人。



圖5. 不同物種之間的流感病毒交互感染圖。


過去利用雞蛋來製造流感疫苗其實有相當多的缺點。第一：生產疫苗的時間需費時數月。第二：要如何取得足夠數百萬人使用的疫苗數量對於製造疫苗而言必定面對極大壓力，而且這類的大流行可能會癱瘓掉所有的家禽生產場。第三：操作活體 H5N1 病毒實在太過危險，這得在特殊的實驗室裡才能得以進行。

相較於活體流感病毒而言，VLPs 危險性就降低許多，只需要將三個自病毒體內分離出來的基因注入一種名為「baculoviruses」的顆粒內即可，而這種 baculoviruses 它只會感染昆蟲細胞。接著將這種感染有 baculoviruses 的昆蟲細胞在細菌或是酵母菌裡進行培養，那麼就可以生產出 VLPs 了。在電子顯微鏡底下，這些 VLPs 外觀看起來真的很像流行性感冒病毒，不過它缺乏了可以自我複製以及造成感冒症狀的能力。



圖6. Baculovirus Expression System.（圖片來源：http://www.bdbiosciences.com/image_library/baculogold-system.jpg）


Emory 微生物及免疫學的助理教授，同時也是本論文的第一作者 Compans 及 Sang-Moo Kang 博士負責讓這些 VLPs 在小鼠體內進行誘導並產生抗體的工作。他們也與美國疾病管制局（CDC）的 Ruben donis 博士合作，他們共同取得了小鼠經由 VLPs 免疫誘導之後的確可以抵抗致命劑量之 H5N1 病毒（來自越南）的結果。

對於小鼠的免疫系統而言，包括各種抗體均保護著他們的呼吸道系統，而且時間長達六個月。

在小鼠體內，每一微克的 VLPs 效力似乎比其他型態的疫苗還要好上數倍，這些疫苗包含經過化學方法去除活性之病毒次單元疫苗（目前在美國本土使用），或是由 baculovirus 而來的單一病毒蛋白等等。

Compans 教授說到：「這種額外的潛力是相當重要的，因為目前以雞蛋製造疫苗的方式需要大量的生產才能足以應付大多數的人們，如果遇到大規模的流行疾病爆發時就不足以應付了。而 VLPs 便可以舒緩這類的壓力。」

他提到，由於在禽鳥體內的病毒常常發生突變，因此這項疫苗計畫的下一步發展便是看看這些疫苗能否對這些突變的感染產生同樣的保護作用。同時對於其他感染感冒之後的症狀也和人類相似的物種，進行該疫苗的評估。


The research was supported by the National Institutes of Health and the Korean Ginseng Society.



Journal reference:
Kang et al.
Induction of Long-Term Protective Immune Responses by Influenza H5N1 Virus-Like Particles.
PLoS ONE, 2009; 4 (3): e4667
DOI: 10.1371/journal.pone.0004667


Adapted from materials provided by Emory University, via EurekAlert!, a service of AAAS.


原始報導：
ScienceDaily：Novel Pandemic Flu Vaccine Effective Against H5N1 In Mice

以嶄新的綠色化學方法製造抗癌藥物－紫杉醇 (Taxol)

'Green Chemistry' Could Ease Manufacture, Boost Usefulness Of Cancer Drug



ScienceDaily (Apr. 4, 2009) — 太平洋紫杉這種植物中可以提煉出一種名為紫杉醇 paclitaxel（Taxol）的抗癌藥物，由於這個藥物的結構複雜，生產困難，因此製造成本一直居高不下。現在，來自美國密西根州立大學的生化學家 Kevin Walker 提供了一種兼具潛力與效率來製造這個抗癌藥物的嶄新方法。



圖1. Shown is the broad specificity of the enzyme from yew plants that make the potent cancer drug paclitaxel (Taxol). Each acyl CoA shown can 'funnel' to the reactive site 'conveyor' of the enzyme and transfer to a prodrug skeleton.


紫杉醇第一次被分離出來是在 1967 年，當時科學家們在一種名為「太平洋紫杉（the Pacific yew）」的樹皮中發現這種成分，而要製造 paclitaxel 基本上有兩種方法：第一種是得到植物的萃取物質後，以合成的手段進行結構的修飾，利用這個方法會使用到有毒的溶劑；第二種則是利用細胞培養、發酵製備。



圖2. 太平洋紫杉。（圖片來源：http://www.southcotswoldramblers.org.uk/051027uley10.jpg）



圖3. 太平洋紫杉近拍。（圖片來源：http://arnica.csustan.edu/boty3050/medicinal/taxus_brevifolia.jpg）



圖4. 太平洋紫杉樹皮。（圖片來源：http://www.phcog.org/Taxus/BigYewBark.jpg）



圖5. 製造抗癌藥物紫杉醇的傳統流程。（圖片來源：http://www.novasep.com/img/synthesis/high-potent-cytotoxic.gif）


而 Walker 使用的方法則是以天然的酵素來取代上述的兩種方法。「藥廠希望能在製造 Taxol 的過程當中減少生產的步驟，同時也能減少化學副產物的產生。」他這樣說到。



圖6. 紫杉醇藥物結構。


Walker，他是化學、生物化學以及分子生物學的助理教授，他專研於在 Taxus 植物（Taxus plants）中以不同酵素的組合來製造 Taxol 分子。「這個過程就像是利用調色盤來調色，我們可以從調色盤中選擇不同的顏色，這些顏色就像是選擇不同的酵素般，因此分子便能以各種路徑來產生。酵素接手了這個過程中的所有工作。」



圖7. 開發酵素組裝製備紫杉醇的 Kevin Walker 助理教授。（圖片來源：http://www.eurekalert.org/multimedia/pub/13292.php?from=134259）


Walker 說到：「跟傳統的化學方法比較起來，植物酵素走一步，傳統方法可能要走好多步。在我們的過程中，我們利用建構紫杉醇的方法是利用生物組裝生產線的模式來進行，每一個酵素都扮演著他的角色來創造出最終的產物。同時在組裝整個分子的過程中只要導入一些特殊的酵素便可以使整個結構產生些微的改變，如此就可以創造出嶄新的紫杉醇分子。這提高了找尋藥效更佳之藥物的效率，最終便是得到更好的健康治療。」



圖8. Walker 教授所報導之以酵素組合法合成紫杉醇的方法。（圖片來源：http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ja900545m）


紫杉醇（Taxol）是目前治療許多種癌症的第一線用藥，包含乳癌、肺癌、腦癌以及頸癌等等，Barbara Conley 這樣說到，她是 MSU Department of Medicine’s 血液學及腫瘤學的主任。



圖9. MSU Department of Medicine’s 血液學及腫瘤學的主任 Barbara Conley（圖片來源：http://www.hemonc.msu.edu/Graphics/Conley.jpg）



圖10. 醫用紫杉醇包裝。（圖片來源：http://www.parentarx.com/files/prodimages/paclitaxel_mid.jpg）


根據 Global Industry Analysts Inc. 調查顯示：光是 1997 年，紫杉醇所創造出來的市場收益便已經高達 1.95 億美金，而且到了 2012 年，對於潛在的嶄新用途，如老人癡呆症以及肺結核等，還可以推動全世界市場銷售約 10 個百分點。

Walker 研究團隊目前是由 Michigan Agricultural Experiment Station 提供贊助。MAES 主任 Steve Pueppke 說到：「對於與人類醫藥及其他健康照護產品有著越來越密不可分的植物與天然物系統的科學及技術而言，科學家們也就會越注重於找尋更有效率同時兼備更環保的藥物製造方法。而針對人類與動物健康的研究改進來說，則是 MAES 使命中的一個廣大且重要的部分。」



圖11. MAES 主任 Steve Pueppke（圖片來源：http://www.maes.msu.edu/about/pueppke.htm）


在 Walker 教授研究團隊中還包含有研究生 Danielle Nevarez、Yemane Mengistu 及 Irosha Nawarathne 等人。他們的發現已發表在知名的美國化學協會期刊（Journal of the American Chemical Society）當中。


原始文獻：
Danielle M. Nevarez, Yemane A. Mengistu, Irosha N. Nawarathne and Kevin D. Walker.
An N-Aroyltransferase of the BAHD Superfamily Has Broad Aroyl CoA Specificity in Vitro with Analogues of N-Dearoylpaclitaxel.
Journal of the American Chemical Society, 2009; 090402100406033 DOI: 10.1021/ja900545m
http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ja900545m


Adapted from materials provided by Michigan State University.


原始報導：
ScienceDaily：'Green Chemistry' Could Ease Manufacture, Boost Usefulness Of Cancer Drug