综述:噬菌体疗法与微生物组在血液恶性肿瘤中的机遇、机制与早期证据

《Journal of Cancer Research and Clinical Oncology》:Phage therapy and the microbiome in hematologic malignancies: opportunities, mechanisms, and early evidence

【字体: 时间:2025年12月13日 来源:Journal of Cancer Research and Clinical Oncology 2.8

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  本综述系统阐述了噬菌体疗法通过精准调控肠道微生物组以克服血液恶性肿瘤耐药性的新策略。文章揭示了噬菌体不仅能选择性清除耐药病原体(如VRE、ESBLs),其富含CpG基序的DNA还可通过TLR9/MyD88/NF-κB通路激活树突状细胞,增强CD8+CTL抗肿瘤免疫。同时,微生物代谢产物短链脂肪酸(SCFAs)通过调节组蛋白去乙酰化酶(HDAC)和GPR43等靶点,在维持肠道屏障、诱导白血病细胞铁死亡(ferroptosis)等方面发挥关键作用。工程化噬菌体更可作为CRISPR-Cas基因编辑载体和纳米递送平台,为CAR-T耐药、移植后感染等临床难题提供创新解决方案。

  
噬菌体疗法:从抗菌武器到抗癌新星
在血液恶性肿瘤治疗领域,耐药性始终是悬在患者头上的达摩克利斯之剑。当传统化疗、靶向治疗甚至CAR-T细胞疗法相继面临耐药挑战时,科学家们将目光投向了人体内的"隐形器官"——肠道微生物组。近年研究发现,这个由数万亿微生物构成的生态系统,竟是调节造血功能、免疫应答和药物代谢的关键开关。而噬菌体,这些专一性猎杀细菌的病毒,正成为重塑微生物组、逆转耐药性的精准手术刀。
微生物组:血液癌症的"隐形导演"
化疗、广谱抗生素和造血干细胞移植(HSCT)如同巨浪般冲击着肠道微生态平衡,导致微生物组失调(dysbiosis)。这种失衡不仅表现为微生物多样性骤减,更伴随着短链脂肪酸(SCFAs)产生菌的衰竭。SCFAs(如丁酸盐)可是肠道屏障的"守护神",它们通过抑制组蛋白去乙酰化酶(HDAC)和激活G蛋白偶联受体(如GPR43/GPR109A),既能加固肠黏膜防线,又能远程调控骨髓微环境。在急性髓系白血病(AML)患者中,SCFAs的缺失会引发肠道屏障破损,导致细菌毒素入血,反而助长白血病细胞增殖。有趣的是,补充丁酸盐可通过诱导铁死亡(ferroptosis)和线粒体自噬,激活树突状细胞,掀起抗白血病免疫风暴。
噬菌体的双重攻击模式
噬菌体疗法的精妙之处在于"一石二鸟"的策略。首先,它们像特种部队般精准清除耐药病原体(如耐万古霉素肠球菌VRE、产超广谱β-内酰胺酶ESBLs的肠杆菌),而不会伤及有益菌群。临床研究显示,噬菌体vB_EfaS-1017不仅能瓦解生物膜,还与左氧氟沙星协同清除小鼠败血症模型中的耐药菌,并促进乳酸杆菌等益生菌复苏。
更令人称奇的是,噬菌体DNA中富含的未甲基化CpG基序,竟是天然免疫佐剂。这些序列被浆细胞样树突状细胞(pDC)内吞后,通过Toll样受体9(TLR9)激活MyD88-IRAK-TRAF6信号轴,促使IRF7和NF-κB转录因子入核,大量分泌I型干扰素和IL-12。这些细胞因子如同集结号,招募自然杀伤(NK)细胞并促进常规树突状细胞(cDC)成熟。激活的cDC高表达MHC-I/II和共刺激分子(CD80/CD86),迁移至淋巴结训练细胞毒性T淋巴细胞(CTL),最终形成具有持久抗肿瘤记忆的免疫大军。
工程化噬菌体的智能升级
合成生物学让噬菌体化身"纳米快递员"。例如M13噬菌体改造的"TransPhage"载体,可将CRISPR-Cas9组件精准递送至白血病细胞,敲除p53等癌基因。在急性淋巴细胞白血病(ALL)治疗中,P22噬菌体病毒样颗粒(VLP)封装的门冬酰胺酶(L-asparaginase),展现出更优的稳定性和靶向性。这些工程化载体还可装载IL-12等免疫因子,或膜结合Fc片段以招募NK细胞进行ADCC样杀伤,实现"基因化疗"与免疫疗法的融合。
协同治疗的黄金组合
面对化疗导致的微生物组"荒漠化",粪菌移植(FMT)与噬菌体疗法形成完美互补。临床试验证实,HSCT后早期进行FMT可加速微生物重建,降低移植物抗宿主病(GVHD)风险。而噬菌体鸡尾酒疗法则能针对性清除耐药菌,避免广谱抗生素造成的"焦土政策"。这种"微生物生态修复+精准消杀"的组合,如同先播种护土植物再定点除草,为血液肿瘤患者重建健康的肠道微环境。
挑战与未来方向
尽管前景光明,噬菌体疗法仍面临水平基因转移风险、免疫原性、细菌耐药演化等挑战。未来需通过GMP级生产工艺、AI设计的个性化鸡尾酒方案,以及代谢组学指导的给药策略来突破瓶颈。随着更多临床证据的积累,这种融合微生物学、免疫学和基因编辑的精准疗法,有望成为打破血液肿瘤耐药僵局的关键拼图。
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