肿瘤内微生物组与免疫检查点抑制剂敏感性：基于多组学分析的机制探索与临床验证

本研究针对免疫检查点抑制剂(ICIs)临床响应率低的难题，通过整合7个ICIs治疗队列的RNA测序数据，创新性地开发生物信息学流程解析肿瘤内微生物组特征。研究人员采用加权基因共表达网络分析(WGCNA)鉴定出与治疗响应相关的微生物模块，并在黑色素瘤模型中验证了Burkholderia cepacia等三种菌株通过激活CD8+ T细胞和NK细胞增强抗PD-1疗效的机制。该研究为肿瘤微生物组指导的个体化免疫治疗提供了新靶点，发表于《Cell Reports Medicine》。

　　

免疫检查点抑制剂(ICIs)的出现彻底改变了癌症治疗格局，然而临床实践中仅部分患者能从中获益。这种响应差异背后隐藏着怎样的生物学密码？近年研究发现，人体共生微生物与肿瘤免疫微环境的互动可能是关键。特别是肿瘤内定植的微生物，它们如同潜伏在敌营的"特工"，可能通过调控免疫细胞功能直接影响ICIs疗效。但受限于样本获取难度和微生物低生物量特性，肿瘤内微生物组与ICIs疗效的系统关联研究仍属空白。

为破解这一难题，Junhong Chen等研究者开展了一项开创性工作。团队收集了7个ICIs治疗队列（涵盖黑色素瘤、非小细胞肺癌等）的RNA测序数据，开发了基于SAMtools和Kraken2的生物信息学流程，从转录组数据中挖掘肿瘤内微生物组信息。通过加权基因共表达网络分析(WGCNA)构建微生物共现网络，结合临床响应数据和免疫微环境特征，最终在动物模型中验证了关键微生物的免疫调节功能。这项研究为理解ICIs响应差异提供了全新视角，相关成果发表在《Cell Reports Medicine》。

研究采用三大关键技术方法：1) 改进的RNA-seq数据分析流程，整合Kraken2和Bracken进行微生物组特征提取；2) 利用WGCNA算法构建微生物共现网络，分析来自6个ICIs治疗队列的117例黑色素瘤样本；3) 建立B16-F10黑色素瘤小鼠模型，通过流式细胞术、免疫荧光等技术验证微生物对免疫微环境的影响。

研究结果部分揭示了一系列重要发现：

"Extracting intratumoral microbial information from ICIs therapy data"显示，研究者成功从RNA-seq数据中提取微生物特征，不同癌种间微生物组成存在显著差异，其中食管腺癌微生物丰度最高。

"The intratumoral microbiome landscape of ICIs treatment cohorts"描绘了肿瘤微生物组图谱，Proteobacteria和Actinobacteria是主要优势菌门，响应者与非响应者间微生物组成在黑色素瘤中差异显著。

"Identifying intratumoral microbial modules associated with response to ICIs"通过WGCNA鉴定出与治疗响应相关的微生物模块，其中turquoise模块（富含Burkholderia属）与良好预后显著相关。

"Correlation analysis of microbes within the associated modules with infiltration immune cells and immune response-related signatures"发现特定微生物与CD8⁺ T细胞、M1巨噬细胞等抗肿瘤免疫细胞呈正相关，且与PD-L1表达、IFN-γ通路活性等免疫特征密切关联。

"Validation of the response-associated microbes using a mouse melanoma model"在动物实验中证实，瘤内注射B. cepacia可显著增强抗PD-1疗效，使肿瘤体积缩小42%，并促进IFN-γ⁺CD8⁺ T细胞浸润。

"B. cepacia, P. megaterium, and C. kroppenstedtii augment anti-PD-1 efficacy by activating the antitumor immunity"机制研究表明，三种菌株通过不同途径激活抗肿瘤免疫：B. cepacia上调CXCL9/CXCL10趋化因子；P. megaterium促进MHC-I表达；C. kroppenstedtii调节巨噬细胞PD-L1表达。

研究结论指出，肿瘤内微生物组是影响ICIs疗效的关键因素之一。通过多组学分析鉴定的B. cepacia等菌株能重塑肿瘤免疫微环境，与抗PD-1治疗产生协同效应。该研究不仅建立了从临床数据到机制验证的研究范式，更重要的是为开发微生物组辅助的免疫联合疗法提供了理论依据。尽管存在样本量有限等局限性，这项工作为克服ICIs耐药性开辟了新途径，未来可通过微生物移植或合成生物学手段调控肿瘤微环境，提高免疫治疗响应率。