下一代蛆虫疗法：对远古秘方的现代改进

罗素·克劳主演的《角斗士》是我最喜欢的电影之一，片中有一个场景让我印象格外深刻：他饰演的Maximus Meridius身受重伤，昏迷不醒，靠着远古就流传下来的秘方蛆虫疗法，成功治愈了全身的伤口（图1）。

   图1

实际上，这段内容改编自当时真实的情况，从中世纪一直到抗生素出现之前，蛆虫疗法曾一度十分流行，医生会使用蛆来帮助清理创伤、防止感染。这些蛆只吃坏死的血肉，医生不需要担心它们吃掉健康的组织。但是随着抗生素的发明，这些医用蛆在诊所里逐渐被冷落，但在战争中的使用却越来越广泛，从滑铁卢战役到索米战役，从美国内战到第一、第二次世界大战，世界各个角落都能看的蛆虫疗法的应用。同时，抗药性的泛滥也让医学界重新对生物疗法的医学应用感兴趣起来。

蛆虫清创治疗Maggotdebridement therapy (MDT)是指将无菌实验室养的绿蝇幼虫用于治疗伤口（主要是不愈合的伤口），尤其是糖尿病足溃疡，可以促进其愈合。使用蛆清洁创面，不仅可以去除坏死组织，还能够分泌抗微生物因子和调节补体反应的化学物质，补体反应是人体免疫系统中抵抗入侵体内病原体的机制之一。MDT作为符合成本效益的治疗，并且已经得到了美国食品和药物管理局（FDA）和英国国家健康服务中心（NHS）的批准。

为了缩短MDT的作用时间并提高疗效，我们课题组利用转基因技术开展了一系列研究，其中一个项目是可调控地使丝光绿蝇Lucilia sericata表达和分泌一种人血小板衍生生长因子（Humanplatelet derived growth factor-BB，PDGF-BB）。在人体中PDGF-BB作为信号传递分子结合PDGF受体，从而促进细胞快速繁殖和生长，促进伤口愈合。为了达到可调控表达的目的，我们采用了两种体系。一种是热激，利用热激蛋白基因Lchsp24的启动子调控PDGF-BB，在37摄氏度处理两个小时后，我们在L.sericata的幼虫和成虫淋巴体从mRNA和蛋白水平上检测到了PDGF-BB的表达。遗憾的是，PDGF-BB没有在L.sericata幼虫的口腔分泌物中检测出，从而限制了该品系的临床意义。

         四环素调控体系（tetracycline-off）是我们尝试的第二种方法，该体系在卫生害虫（蚊子）和农业害虫（地中海实蝇，新大陆螺旋蝇等）的遗传防控项目中被普遍使用，是一种灵敏度极高的目的基因调控手段。该方法必须建立两种不同的品系，一种是驱动品系（driver）表达调控因子tTA（DR4），一种是效应品系（effector）表达PDGF（EF-PDGF）。将两种品系杂交，在没有四环素的情况下，调控因子tTA结合EF-PDGF上的受体，从而诱导PDGF的表达。利用这一方法，我们在L.sericata的幼虫体内和口腔分泌物中从mRNA和蛋白水平上成功检测到了PDGF-BB的表达（图2）。

Relative expression of pdgf-bbmRNA

 PDGF-BB protein is detectable in larval lysate(a) and ES(b)

图2

糖尿病是全球性的重大卫生议题，2013年登记的糖尿病患者达到3亿八千万人(http://www.diabetesatlas.org)。同时，糖尿病足溃疡（diabetic foot ulcers）的治疗费用非常昂贵，全美国2013年用于该治疗费用高达90-130亿美元，而蛆虫清创治疗在英国的应用则使患者每年节省了约10亿英镑。绝大多数糖尿病患者居住在低收入或中收入国家，昂贵的治疗费用像大山一样压着他们。而我们的试验从原理上证明了未来使用能产生多种生长因子的转基因L.sericata幼虫治疗糖尿病足溃疡是可行的，可以减少患者的截肢和其他糖尿病相关风险，并且极大地符合成本效益。

该课题的相关内容最近发表在BMC Biotechnology上，由于其在医疗实践中巨大的潜在应用价值，包括CBS Boston、GeekMag、RocketNews、Digital Trends、New Tech、Nigeria Newsstand、Around the Globe、dailyRx News、www.diabetescommunity.com、 www.hospimedica.com、occultarround.com、www.fxtribune.com等多家报纸、媒体、网站都对其进行了报道。此外，美国国防部也对相关课题表示了极大的兴趣，转基因L.sericata将有可能用于装备军队的医疗室。该论文第一作者是博士后Rebecca Linger，非常nice的美国姑娘，业余爱好是跳舞，好像在全美非职业组比赛拿过奖，每次看到她摆弄那些转基因蛆虫，有时都会爬到到她手臂上，我都暗自钦佩她专注的勇气和职业的态度。

Rebecca J. Linger,Esther J. Belikoff, Ying Yan, Fang Li, Holly A. Wantuch, Helen L. Fitzsimons andMaxwell J. Scott. Towards next generation maggot debridement therapy:transgenic Lucilia sericata larvae that produce and secrete a human growthfactor, BMC Biotechnology (2016).