用于诊断和治疗与创伤或发炎组织相关疾病的发光微生物和细胞制造技术

本发明专利技术描述了一种微生物或细胞在制备一种诊断组合物以诊断和／或观测创伤或发炎组织或与所述组织相关的疾病中的应用，所述微生物或细胞含有编码一种可检测蛋白质或者一种能诱导可检测信号的蛋白质如发光或荧光蛋白的ＤＮＡ序列。另外，本发明专利技术描述了治疗性应用，其中所述微生物或细胞另外含有一种可表达的ＤＮＡ序列，该序列编码适于治疗的一种蛋白质，例如导致细胞死亡或者细胞碎片消化的酶。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种微生物或细胞在制备一种诊断性组合物以诊断和/或观测创伤或发炎组织或与所述组织相关的疾病中的应用，所述微生物或细胞含有一种DNA序列，其编码一种可检测蛋白质或者一种能诱导可检测信号的蛋白质例如发光或荧光蛋白。本专利技术还涉及治疗性应用，其中所述微生物或细胞另外含有编码适于治疗的一种蛋白质的一个可表达的DNA序列，所述蛋白质例如是导致细胞死亡或者细胞碎片消化的酶。菌血症可以产生自外伤性创伤和外科手术程序以及生理功能，如咀嚼或刷牙。在侵入程序和生理功能之前和之后从健康人体所取的血液培养物示出虽然处理前血样是无菌的，但细菌根据所述程序在血液中以不同频率而存在。菌血症的一个潜在结果是细菌在易感部位建群。然而，尽管发生瞬时的菌血症，但仅有一定百分比的高危患者会发生细菌在潜在的易感部位建群。许多研究人员提示来自血液循环的细菌可以定居在动物模型中的炎症部位及定居在植入材料表面。菌血症后人体病理学改变中的不一致现象也可以是由于宿主免疫系统抗性、不同的菌血症之后血液中细菌浓度的可变性及任何给定的细菌菌株的毒力所致。许多研究人员着重研究植入材料作为影响细菌粘附能力的因子的性质。如用于封闭伤口的缝合线和手术夹等的材料是细菌建群的潜在部位。这些材料的感染可以阻止伤口愈合和/或使患者处于二次感染的高危状态。已经生产了许多种与细菌具有不同亲和性的伤口封闭材料。某些伤口封闭材料如麻花状缝合线与较高的感染影响范围相关。这种类型的缝合材料的多丝性质使其自身对细菌建群的敏感性增加并产生一种“灯芯”效应，使细菌穿透过组织。仅仅可持久植入的材料已经表明与细菌的相似亲和性。修复术中使用的心瓣膜和关节可以提高细菌建群的危险性。一般确信这种较高的易感性是由细菌更易于粘附植入体表面的固有性质所致的。另一种解释是植入体周围的组织中的炎症提供了一种更适于细菌建群的环境。除了这些给出的可能性之外，可以影响一个部位对细菌建群的易感性的另一种因素可以是受影响的组织的炎症状态的程度。植入材料可以产生机体内瞬时或慢性炎症部位。植入材料的存在不是细菌建群的必要条件。由于疾病所引起的天然解剖学结构改变可以产生更易于细菌建群的表面。这提示就感染性心内膜炎(IE)的发生而言，瓣膜表面必须加以改变以产生细菌吸附和建群的合适部位。而且，所述微生物必须到达这个部位并粘附，因为除非心瓣膜表面被破坏，在注射了细菌的实验动物中不可能产生IE。具有高度紊乱的损害产生导致细菌建群的条件，然而大面积或低流动性的损害很少发生IE。然而迄今为止，还不能证实瞬时菌血症真正导致发炎或创伤的组织的细菌建群，因为还没有可利用的模型能够追踪活生物体中细菌，即能够解释细菌感染与疾病组织部位之间的时间和空间关系。另外令人失望地是，迄今为止发炎或创伤的组织或与之相关的疾病，如动脉粥样硬化、心内膜炎、心包炎等的早期的诊断和治疗不能令人满意。因此，本专利技术的目的是提供一种有效并可靠地诊断以及治疗创伤或发炎组织或与之相关疾病的方式，其克服了目前使用的诊断和治疗方法中的缺点。根据本专利技术，这可以通过在权利要求中限定的内容而实现。在导致完成本专利技术的实验中，发现例如植入材料附近的发炎的组织有可能细菌建群。因此，通常可以利用如下所述的本专利技术的系统观测发炎的组织。可以看到，表达编码细菌中发光蛋白的基因提供了一种遗传学工具，使得可以追踪活宿主中的细菌，及评价活宿主中感染程序的动力学。发光细菌的外部检测使本专利技术人可以非侵入性研究感染与出现的疾病状况之间的空间和时间关系。就发光细菌的增殖而言，使用细菌luxab操纵子，其编码在存在底物癸醛的情况下催化还原型黄素单核苷酸(FMNE2)氧化的萤光素酶。然后这个反应产生FMN、癸酸、水和光子。所述光子然后通过拍X光照片、照度计或通过弱光成像仪而捕获。最近，编码所述底物以及萤光素酶的完整的细菌luxcdabe操纵子已经用于检测活体动物中的细菌。这个系统的优点是不需要外源性加入底物，这使其就体内研究而言是理想的。在本专利技术的研究中，可以证明由最初存在于循环血液中的细菌在创伤或发炎组织建群，而且可以示出由植入的材料如缝合线、伤口封闭夹和修复装置刺激的组织对菌血症后的细菌建群更易感。取自用减毒的S.typhimurium进行的实验数据示出在静脉内注射之后，细菌布散于活动物体全身。因此，有理由提示细菌通过循环到达创伤或发炎的部位。在以下实施例中详细描述的这些发现打开了以下途径(a)设计基于如光发射信号或者可以通过MRI观测到的信号用于检测创伤或发炎组织的多功能病毒载体及(b)研发基于细菌和哺乳动物细胞的创伤或发炎组织定向系统组合治疗性基因构建体以治疗与创伤或发炎组织相关疾病，如动脉粥样硬化。这些系统具有如下优点(a)它们特异定向于创伤或发炎组织而不影响正常组织；(b)治疗性基因构建体的表达和分泌优选是在一个诱导型启动子控制下，使得能够控制分泌的开始或停止；(c)传输系统在组织内部的定位可以通过在激活基因表达和蛋白质输送之前直接观测而核实。最后，有许多可以由本专利技术的诊断方法增强或代替的诊断方法。例如，常规的血管造影术和MRA技术均通过一个导管的内腔而使血液流动成像以显现射线斑(plaque)，而不是直接成像所述射线斑。MRA对由该斑导致的紊乱特别敏感，并因此经常是不准确的。这些缺点可以通过本专利技术的诊断方法而克服。因此，本专利技术涉及含有一种DNA序列的微生物或细胞在制备一种诊断组合物以诊断和/或观测创伤或发炎组织或者与之相关的疾病中的应用，所述DNA序列编码一种可检测蛋白质或者一种能诱导可检测信号的蛋白质。另外，所述微生物还用于治疗，可以例如在创伤或发炎组织显现后，通过如局部施用适合治疗的如下化合物，例如来自Scrophularia(玄参)nodosa的酰化环烯醚萜苷、皮质醇、皮质类固醇类似物、秋水仙碱、氨甲喋呤、非类固醇抗炎药物(NSAID)、来氟米特(leflunomide)、依那西普(etanercept)、二甲胺四环素、环孢霉素、反应停(thalidomide)、一种胞毒剂、6巯基嘌呤、硝基咪唑硫嘌呤、抗生素或一种或多种如下列出的蛋白质。本专利技术还涉及含有一种DNA序列的微生物或细胞在制备一种药物组合物以治疗创伤或发炎组织或者与之相关的疾病中的应用，所述DNA序列编码一种可检测蛋白质或者一种能诱导可检测信号的蛋白质，其中所述微生物或细胞另外含有一或多个可表达的DNA序列，该序列编码适于治疗创伤或发炎组织或者与之相关的疾病的一或多种蛋白质。适于治疗创伤或发炎组织或者与之相关的疾病的蛋白质包括转化生长因子(TGF-α)、血小板衍生生长因子(PDG-F)、角质形成细胞生长因子(KGF)和胰岛素样生长因子-1(IGF-1)、胰岛素样生长因子结合蛋白(IGFBP)、IL-4、IL-8、内皮缩血管肽-1(ET-1)、结缔组织生长因子(CTGF)、TNF-α、血管内皮生长因子(VEGF)、环加氧酶、环加氧酶-2抑制剂、因福利美(infliximab)(一种嵌合的抗TNF-α单克隆抗体)、IL-10、脂肪酶、蛋白酶、溶菌酶、促细胞凋亡(proapoptotic)因子、过氧化物酶体增生物激活受体(PPAR)激动剂等。任何微生物或细胞均可用于本专利技术的诊断和治疗应用中，只要其在生物体内复制，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微生物或细胞在制备一种诊断和／或观测创伤或发炎组织或与之相关的疾病的诊断性组合物中的应用，所述微生物和细胞含有编码一种可检测蛋白或者能诱导一种可检测信号的蛋白质的ＤＮＡ序列。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：阿拉达尔A绍洛伊，沙赫洛克沙巴汉，勇A于，
申请(专利权)人：吉恩勒克斯公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]