Nature:肠道微生物如何加入抗癌斗争?

微生物组的革命已经显著影响了生物医学的方方面面,癌症是这场革命大器晚成的结果。在过去的几十年中,科学家们已经将肠道微生物的组成与几十种似乎无关的疾病联系起来——从抑郁症到肥胖症。癌症和微生物也具有一定联系:炎症会影响某些肿瘤,还有一些类型的癌症具有感染性。随着新一类药物——癌症免疫疗法的爆发性增长,科学家们正在探索肠道微生物群如何与这些疗法相互作用,以及如何利用这些更好地发挥抗癌效果。

有趣的关系

虽然微生物对免疫疗法的影响近三年才出现,但是探索肠道细菌与癌症之间关系的历史则更长。上世纪 90 年代,科学家首次将传染性幽门螺杆菌与胃癌联系起来。从那时起,研究还发现了其他细菌与癌症的发生和发展有关。这些微生物能激活炎症反应并破坏粘液层,保护身体免受外来入侵物的伤害,从而创造出有利于肿瘤生长的环境。另外,它们通过使细胞对抗癌药物产生抗性,来促进癌细胞生存。

Zitvogel 博士的研究小组发现,化疗药环磷酰胺破坏肠道的粘液层后,使一些肠道细菌进入淋巴结和脾脏,激活特定的免疫细胞。对于体内缺乏微生物或用了抗生素的小鼠,药物在很大程度上失去了抗癌作用。

Nature:肠道微生物如何加入抗癌斗争?

走向临床

Nature:肠道微生物如何加入抗癌斗争?

Wargo 博士正在计划进行类似的试验。她与加利福尼亚州旧金山的帕克癌症免疫疗法研究所(Parker Institute for Cancer Immunotherapy)和位于马萨诸塞州剑桥的生物技术公司 Seres Therapeutics 一起合作,验证粪便移植能否有效重塑无反应者的肠道微生物群。

Nature:肠道微生物如何加入抗癌斗争?

Gajewski 博士和剑桥生物技术公司 Evelo Biosciences 合作研究类似的方法。他们的试验将评估含有单一菌株的两种药物对不同类型癌症患者(包括结肠癌和皮肤癌)的影响。

Nature:肠道微生物如何加入抗癌斗争?

Zitvogel 博士还没有计划开始临床试验,但她创办了一家初创公司 EverImmune,也在开发一种基于微生物组的药物。

Gajewski 博士认为,微生物可能通过刺激肠道细胞产生某些分子来释放免疫反应。他的团队正在测试循环免疫细胞前体是否会在给予小鼠特定细菌时改变其行为。

为时尚早,还是恰到好处?

鉴于不确定性,一些科学家认为在人体中测试这些方法存在风险。Surana 博士说,一些试验参与者可能会出现副作用。改变个体微生物组的构成也可能导致其他健康问题。

粪便移植有很多未知因素。Wargo 博士说,他们已在非癌症人群中证明这种疗法是安全和有效的,但也会导致意想不到的结果,包括体重增加和肥胖。Wargo 博士认为,“我们需要从这些试验中学习。”

Gajewski 博士计划一次只测试一种双歧杆菌菌株的效果,他有充分的理由保持自信。“人类服用双歧杆菌已经有一千年历史了”。这些细菌存在于婴儿的肠道,随着成长而减少,所以它们至少应该是安全的,他补充道。

Wargo 博士说,研究人员观察了来自法国和美国的癌症患者,因此饮食可以解释其中的一些差异。但样品采集,数据分析和统计方法的差异也可能导致结果偏差。法国国家农业研究所的生物学家 Joël Doré博士在 2011 年启动了国际人类微生物组标准(International Human Microbiome Standards,IHMS)项目,目的是提高微生物组研究的数据重现性。

Hanage 博士举例说,即使是对美国患有同一类型癌症的人进行分析的两个研究报告,确定与积极反应相关的微生物也仅有部分重叠。如果研究人员不能找出这些差异的原因,他们可能无法解释试验的结果。

Hanage 博士指出,在开始临床试验之前,这三个小组应该尝试重现对方的结果,产生一组“有益”微生物。这些细菌中的任何一种都可能是有用的方法。但是不一致可能意味着结果不能重复。

这是微生物组研究常见的一个问题。剑桥麻省理工学院的微生物学家和癌症生物学家 Susan Erdman 博士说,IHMS 项目制定的标准应该会提供帮助,但是科学家们不一定愿意采纳。她认为,采用统一标准可能会以创新为代价——通过在不同的环境中进行实验,研究人员才能有新发现。

注:题图来源 123RF


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