《JEM》:網紅“腸微”新突破:實力演繹如何增強癌症免疫治療效果

《JEM》:網紅“腸微”新突破:實力演繹如何增強癌症免疫治療效果

《JEM》:網紅“腸微”新突破:實力演繹如何增強癌症免疫治療效果

導言:近年來,隨著各項研究的深入,腸道微生物對人體的影響正被慢慢披露開來,然而,成人腸道內的微生物數量為10^14個,接近人體體細胞數量的10倍;質量達到1.2kg,接近人體肝臟的質量;其包含的基因數目約是人體自身的100倍,具有人體自身不具備的代謝功能。我們目前對它的認知也不外乎是管中窺豹,只能持之以恆地不斷鑽研,爭取早日攻破整個腸道微生物組。

《JEM》:网红“肠微”新突破:实力演绎如何增强癌症免疫治疗效果

腸道微生物與免疫其實關係很是密切,它能夠刺激腸黏膜的杯狀細胞分泌黏蛋白,保護黏液層的完整性,幫助維持腸道屏障功能;也作為重要抗原,刺激腸道黏膜相關淋巴組織(GALT)的發育成熟。

當腸道微生物的穩態被打破,就可能會導致腸道屏障破壞局部,甚至全身免疫反應受損。

近年來,越來越多的研究表明,腸道益生菌對免疫系統有益。例如,一種雙歧桿菌可以改變銀屑病、潰瘍性結腸炎和慢性疲勞綜合徵患者的機體免疫反應。另一項研究發現,雙歧桿菌和乳酸桿菌聯合使用可以緩解花粉熱。

而在本次對小鼠的研究中發現,各種雙歧桿菌能找到進入腸道腫瘤的途徑,它們一旦進入腫瘤,便激活了更廣泛的免疫系統,並在此過程中,增強了一種稱為CD47阻斷免疫療法的癌症治療效果。

腫瘤用來逃避免疫系統攻擊的一個分子機制是將一種名為CD47的蛋白植入細胞膜。CD47被稱為整合素相關蛋白IAP或是OA3,它是一種免疫球蛋白樣結構的糖蛋白,在很多癌細胞的表面都有高水平表達。

CD47蛋白向免疫系統的巨噬細胞發出信號來逃脫巨噬細胞的吞噬作用。其與巨噬細胞表面的SIRPα結合,磷酸化其ITIM,隨後招募SHP-1蛋白,產生一系列的級聯反應抑制巨噬細胞的吞噬作用。

因此,科學家們正在嘗試利用單克隆抗體、融合蛋白或者是雙特異性抗體來阻斷CD47-SIRPα之間的信號通路,進而恢復巨噬細胞對癌細胞的吞噬作用。目前, 已有多個臨床試驗正對CD47抑制劑(抗CD47療法)進行驗證。

然而,對癌症小鼠模型的初步研究發現,並非所有小鼠都對抗CD47療法產生應答,更為有趣的是,當無應答小鼠在與應答小鼠住在一起後開始有了反應,這表明兩組小鼠之間發生了腸道細菌的口腔或接觸傳播。

接下來,為了證明腸道細菌在其中的作用,研究人員使用抗生素殺死所有動物的腸道細菌,結果發現,這阻止了老鼠對治療的反應。相反地,用雙歧桿菌補充無應答的小鼠,它們反而變成應答者。

德州西南醫科大學的病理學、免疫學和放射學教授Yang-Xin Fu博士表示,這項研究發現,一些來自腸道的細菌進入腫瘤細胞或微環境,在那裡,細菌促進了CD47抑制劑攻擊腫瘤的能力。它是通過一種被稱為干擾素基因刺激物(STING)的免疫信號通路來起作用的。在沒有STING通路的轉基因小鼠中,雙歧桿菌未能恢復免疫治療的效果。

因此,本次研究結果表明,腸道雙歧桿菌會遷移到腫瘤中,激活STING免疫信號通路。一旦CD47抑制劑阻止CD47向巨噬細胞發出信號,就會觸發免疫信號分子(如1型干擾素)的產生,並激活免疫細胞攻擊並摧毀腫瘤。在基因上無法激活1型干擾素的小鼠對細菌-免疫聯合療法沒有反應。同樣,無法進入STING通路的小鼠也沒有從細菌-免疫聯合療法中獲益,這證實了STING信號通路是必要的。

該研究結果為腸道微生物對腫瘤的影響的臨床研究開闢了新的途徑,像雙歧桿菌這樣的“厭氧”細菌——在腫瘤內的低氧環境中可能會繁衍更快,但在健康組織中反而不會。由於雙歧桿菌是無害的“共生”物種,它們可能是腫瘤靶向治療或增強免疫治療的更安全的選擇。當然,很可能不止一種腸道微生物群可以類似的方式增強抗腫瘤免疫力。還需要更多地研究來探索。

參考文獻:

Yaoyao Shi, Wenxin Zheng, Kaiting YangIntratumoral accumulation of gut microbiota facilitates CD47-based immunotherapy via STING signaling https://rupress.org/jem/article-abstract/217/5/e20192282/133861/Intratumoral-accumulation-of-gut-microbiota?redirectedFrom=fulltext

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