Nature:腸道微生物如何加入抗癌鬥爭?

微生物組的革命已經顯著影響了生物醫學的方方面面,癌症是這場革命大器晚成的結果。在過去的幾十年中,科學家們已經將腸道微生物的組成與幾十種似乎無關的疾病聯繫起來——從抑鬱症到肥胖症。癌症和微生物也具有一定聯繫:炎症會影響某些腫瘤,還有一些類型的癌症具有感染性。隨著新一類藥物——癌症免疫療法的爆發性增長,科學家們正在探索腸道微生物群如何與這些療法相互作用,以及如何利用這些更好地發揮抗癌效果。

有趣的關係

雖然微生物對免疫療法的影響近三年才出現,但是探索腸道細菌與癌症之間關係的歷史則更長。上世紀 90 年代,科學家首次將傳染性幽門螺桿菌與胃癌聯繫起來。從那時起,研究還發現了其他細菌與癌症的發生和發展有關。這些微生物能激活炎症反應並破壞粘液層,保護身體免受外來入侵物的傷害,從而創造出有利於腫瘤生長的環境。另外,它們通過使細胞對抗癌藥物產生抗性,來促進癌細胞生存。

Zitvogel 博士的研究小組發現,化療藥環磷酰胺破壞腸道的粘液層後,使一些腸道細菌進入淋巴結和脾臟,激活特定的免疫細胞。對於體內缺乏微生物或用了抗生素的小鼠,藥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?

走向臨床

Nature:肠道微生物如何加入抗癌斗争?

Wargo 博士正在計劃進行類似的試驗。她與加利福尼亞州舊金山的帕克癌症免疫療法研究所(Parker Institute for Cancer Immunotherapy)和位於馬薩諸塞州劍橋的生物技術公司 Seres Therapeutics 一起合作,驗證糞便移植能否有效重塑無反應者的腸道微生物群。

Nature:肠道微生物如何加入抗癌斗争?

Gajewski 博士和劍橋生物技術公司 Evelo Biosciences 合作研究類似的方法。他們的試驗將評估含有單一菌株的兩種藥物對不同類型癌症患者(包括結腸癌和皮膚癌)的影響。

Nature:肠道微生物如何加入抗癌斗争?

Zitvogel 博士還沒有計劃開始臨床試驗,但她創辦了一家初創公司 EverImmune,也在開發一種基於微生物組的藥物。

Gajewski 博士認為,微生物可能通過刺激腸道細胞產生某些分子來釋放免疫反應。他的團隊正在測試循環免疫細胞前體是否會在給予小鼠特定細菌時改變其行為。

為時尚早,還是恰到好處?

鑑於不確定性,一些科學家認為在人體中測試這些方法存在風險。Surana 博士說,一些試驗參與者可能會出現副作用。改變個體微生物組的構成也可能導致其他健康問題。

糞便移植有很多未知因素。Wargo 博士說,他們已在非癌症人群中證明這種療法是安全和有效的,但也會導致意想不到的結果,包括體重增加和肥胖。Wargo 博士認為,“我們需要從這些試驗中學習。”

Gajewski 博士計劃一次只測試一種雙歧桿菌菌株的效果,他有充分的理由保持自信。“人類服用雙歧桿菌已經有一千年歷史了”。這些細菌存在於嬰兒的腸道,隨著成長而減少,所以它們至少應該是安全的,他補充道。

Wargo 博士說,研究人員觀察了來自法國和美國的癌症患者,因此飲食可以解釋其中的一些差異。但樣品採集,數據分析和統計方法的差異也可能導致結果偏差。法國國家農業研究所的生物學家 Joël Doré博士在 2011 年啟動了國際人類微生物組標準(International Human Microbiome Standards,IHMS)項目,目的是提高微生物組研究的數據重現性。

Hanage 博士舉例說,即使是對美國患有同一類型癌症的人進行分析的兩個研究報告,確定與積極反應相關的微生物也僅有部分重疊。如果研究人員不能找出這些差異的原因,他們可能無法解釋試驗的結果。

Hanage 博士指出,在開始臨床試驗之前,這三個小組應該嘗試重現對方的結果,產生一組“有益”微生物。這些細菌中的任何一種都可能是有用的方法。但是不一致可能意味著結果不能重複。

這是微生物組研究常見的一個問題。劍橋麻省理工學院的微生物學家和癌症生物學家 Susan Erdman 博士說,IHMS 項目制定的標準應該會提供幫助,但是科學家們不一定願意採納。她認為,採用統一標準可能會以創新為代價——通過在不同的環境中進行實驗,研究人員才能有新發現。

注:題圖來源 123RF


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