综述:肿瘤内微生物组:免疫调节与癌症创新疗法的关键新靶点

【字体: 时间:2025年02月20日 来源:Journal of Biomedical Science 9

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  为探究肿瘤内微生物组对癌症的影响,武汉大学中南医院的研究人员开展相关研究,发现其可免疫调节影响癌症进程,有望为癌症治疗提供新策略。

  肿瘤,这个可怕的 “杀手”,一直威胁着人类的健康。长久以来,人们在对抗肿瘤的道路上艰难前行,不断探索肿瘤细胞的奥秘。随着研究的深入,大家逐渐发现,肿瘤细胞的行为可不只是由自身决定,其所处的微环境也起着至关重要的作用。而肿瘤内微生物组,作为肿瘤微环境的重要组成部分,近年来成为了科研领域的焦点。以往,人们认为肿瘤组织是无菌的,但如今越来越多的证据表明,肿瘤内存在着丰富多样的微生物群落。这些微生物就像隐藏在肿瘤深处的 “神秘部队”,它们与肿瘤细胞、免疫系统之间有着千丝万缕的联系,影响着肿瘤的发生、发展、治疗效果以及患者的预后。然而,目前对于肿瘤内微生物组的了解还十分有限,比如它们是如何调控肿瘤免疫的?能否利用它们开发出更有效的癌症治疗方法?为了揭开这些谜团,武汉大学中南医院等机构的研究人员展开了深入研究。
这项研究意义重大,它不仅有助于人们更深入地理解肿瘤发生发展的机制,还为癌症治疗开辟了新的方向。若能精准调控肿瘤内微生物组,或许就能打破传统癌症治疗的困境,提高患者的生存率和生活质量。研究成果发表在《Journal of Biomedical Science》杂志上。
在研究过程中,研究人员运用了多种先进技术。在检测和分析肿瘤内微生物方面,采用了荧光原位杂交(FISH)、免疫组化(IHC)、16S rRNA 基因测序、宏基因组测序等技术;为探究微生物与肿瘤的相互作用,还使用了体外和体内培养实验,以及构建小鼠模型等方法。
研究结果主要体现在以下几个方面:
  1. 肿瘤内微生物组的检测、鉴定和培养:肿瘤内微生物的生物量较低,给相关研究带来了很大挑战。不过,多种检测方法各显神通。FISH 技术可检测细菌 16S rRNA 基因,RNAscope-FISH 技术更是能在单细胞水平可视化细菌。基于免疫学的 IHC 和免疫荧光(IF)技术,能通过抗原抗体特异性结合检测肿瘤组织中的细菌。显微镜技术如透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)等,可观察细菌形态和超微结构。3D 成像技术基于组织透明化,能实现微生物的原位 3D 成像。在鉴定方法上,基于基因组测序的 16S rRNA 基因测序、宏基因组测序等可识别肿瘤微生物组,基于转录组测序的技术则能分析微生物的转录状态。在培养方面, culturomics 等技术可用于培养肿瘤内细菌,但目前仍面临一些困难 。
  2. 肿瘤内微生物组通过免疫调节影响肿瘤发生和进展:肿瘤内微生物组对肿瘤的影响具有两面性。一些微生物是肿瘤的 “帮凶”,比如 Fusobacterium nucleatum(F. nucleatum),在结直肠癌(CRC)中,它能抑制自然杀伤(NK)细胞和 T 细胞活性,促进肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)的招募,还能通过多种信号通路促进肿瘤细胞增殖。Bacteroides fragilis(B. fragilis)可通过分泌毒素、影响 Th17 细胞分化等促进 CRC 发展。Helicobacter pylori(H. pylori)能诱导慢性炎症和 DNA 损伤,引发胃癌。而另一些微生物则是肿瘤的 “克星”,像 Akkermansia muciniphila(A. muciniphila),在 CRC 中可通过激活 TLR2/NF-κB/NLRP3 通路,促进 M1 巨噬细胞积累来抑制肿瘤生长。Lactobacillus 在乳腺癌、黑色素瘤等癌症中,能通过调节免疫发挥抗癌作用 。
  3. 肿瘤内微生物组影响治疗反应和预后:肿瘤内微生物组对免疫治疗和化疗的效果都有影响。在免疫治疗方面,它能通过调节 T 细胞免疫反应、影响免疫检查点等,增强或抑制免疫治疗效果。在化疗方面,不同细菌对化疗药物的敏感性不同,会影响化疗效果和耐药性。此外,肿瘤内微生物组还与肿瘤预后密切相关,细菌负荷与免疫细胞数量相关,影响患者生存率,一些细菌还与肿瘤转移和复发有关 。
  4. 调节肿瘤内微生物组增强癌症治疗效果:为了利用肿瘤内微生物组改善癌症治疗,研究人员探索了多种策略。使用抗生素靶向有害细菌,可抑制肿瘤生长,但要注意抗生素的选择性。粪便微生物群移植(FMT)能重塑肿瘤内微生物群,增强免疫治疗效果,但存在供体 - 受体兼容性等问题。饮食调节可影响肿瘤内微生物组,但目前相关研究多基于临床前模型。工程益生菌可调节肿瘤内微生物组和肿瘤微环境(TME),但安全性有待进一步研究 。
    研究结论表明,肿瘤内微生物组是肿瘤微环境的关键组成部分,对肿瘤的发展、免疫反应、治疗效果和预后都有着重要影响。未来的研究应致力于将微生物组靶向干预整合到更广泛的癌症治疗框架中,进一步优化现有调节策略,深入研究肿瘤内微生物组与肿瘤细胞、免疫系统之间的复杂相互作用机制。同时,解决当前研究面临的挑战,如提高检测技术的准确性、减少样本污染等,有望为癌症患者带来更有效的治疗方案,让人们在对抗肿瘤的道路上迈出更坚实的步伐。
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