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细菌竟是肿瘤里的“双面间谍”?西湖大学这项研究或揭开抗癌新思路

“橘生淮南则为橘,生于淮北则为枳。”同样的树,长在淮河南边结甜橘子,移到北边就变苦枳子。这个古老的道理,如今,正在对抗癌症的微观世界里惊人上演。西湖大学一项最新研究发现,决定细菌是“敌”是“友”的,竟然是它在肿瘤里的“居住地址”。

日前,西湖大学生命科学学院特聘研究员蔡尚团队在国际顶尖学术期刊《Cell》上发表的研究成果,揭开了肿瘤发展进程中,细菌的秘密。躲在癌细胞内部的细菌,是助长癌症转移复发的“坏卧底”;而游荡在细胞外的细菌,却能变身激活免疫的“好帮手”。

这一发现,可能为癌症治疗打开一扇全新的大门。

 

论文截图

肿瘤的“冷”与“热”

我们的免疫系统就像身体里的军队一样。面对肿瘤时,它所面临的战场分为两种。在“热肿瘤”战场上,烽火连天,免疫细胞大量浸润,积极攻击癌细胞,治疗效果通常更好。反之,在“冷肿瘤”战场,免疫细胞稀少且“躺平”,癌细胞肆意生长,患者往往对免疫治疗不敏感,治疗难度也更大。

因此,科学家们一直在探索,是什么决定了肿瘤的“冷”或“热”?近年来,肿瘤内存在细菌这一颠覆性发现,给相关研究带来了全新的视角。

肿瘤内的细菌不是单纯“旁观者”,而是通过代谢产物、细菌组分或分泌蛋白等方式,直接或间接地影响癌细胞行为与免疫细胞功能,从而在特定条件下激活或抑制免疫系统。

 

研究示意图

追踪细菌的“双重身份”

蔡尚团队就像一群微观世界的侦探。他们首先面临一个难题:怎么把藏在细胞内的“卧底细菌”(胞内菌)和细胞外的“游荡细菌”(胞外菌)分开研究?

他们设计了一个巧妙的实验:用一种只能杀死细胞外细菌、却进不去细胞的“特效抗生素”,清除了所有“外敌”,留下了纯粹的“内鬼”模型。

 

小鼠实验数据

在动物实验中,科研团队发现,胞内菌的存在是肿瘤长期复发的关键因素。在清除了胞内菌后,可以有效降低乳腺癌肺部复发,复发率从65%降到6.7%;临床前的小鼠乳腺癌术后复发模型显示,肺转移灶中细菌入侵信号越强,免疫抑制越明显,复发率也越高(达80%);而清除胞内菌后,复发率降至20%

携带“内鬼细菌”的肿瘤,术后复发率高达65%;而用抗生素清除这些内鬼后,复发率骤降到6.7%。更关键的是,在没有免疫系统的小鼠身上,细菌促复发的效果几乎消失。

这说明,细菌不是直接让癌细胞长得更快,而是“策反”了我们的免疫系统。

“智慧杀菌”或将成为抗癌新思路

细菌,一种单细胞生物体,在所有生物中数量最多,功能各异,是许多疾病传播的病原体,但同时也可以被人类利用制作酸奶、抗素、处理废水等。从此项研究中,我们可以看见,在不同的场景,细菌的功能和角色便有了天翻地覆的变化。

在看到乳腺癌细胞内藏的“胞内菌”是乳腺癌转移的重要帮凶后,科学家们想到的办法或许是消灭细菌,但是在看到细菌的位置影响肿瘤的免疫后,又开始反思,细菌或许可以不被消灭,而是调控它们的生长位置和作用方式,让免疫战场重新“燃”起来。

细菌位置决定免疫功能的“橘枳之变”,更指出了通向全新疗法的途径。

研究人员表示,将来可以开发能高效穿透肿瘤细胞膜的“靶向抗生素”,专门杀死躲在细胞内的胞内菌,从源头切断免疫抑制的“信号源”;也可以针对核心信号通路,开发专门的抑制剂,让中性粒细胞不“叛变”;又或者,输入胞外菌的安全组分,诱导中性粒细胞“抗癌战士”,让肿瘤由“冷”变“热”。

(西湖大学供图)

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