微生物组

从人体微生物组计划(2007年)到国家微生物组计划(2016年),美国酝酿了十年,各国也对微生物组研究投入了大量努力。微生物组学研究发展非常快,肠道微生物组与人体的多种疾病相关联,深刻影响了疾病的治疗和临床研究,包括体重、糖尿病、免疫系统、肠道疾病、代谢疾病、炎症、心脏病、大脑神经系统等等,被认为是人体的“第二基因库”。

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《科学》:重大发现!科学家首次证实肠道微生物会协助癌症转移,并帮助癌细胞在体内其他位置安家落户 | 科学大发现

来源:奇点原创 谭, 硕 2017-11-30 11:46

对于单身来说,行走在这世上随时都可能会被暴击。各种节日被撒狗粮不说,有时候看到超市货架都会被插刀:咖啡有咖啡伴侣,泡面有火腿肠伴侣,而狗到小编单身的这岁数,早就老得挂掉了……(不,小编没有在哀嚎,真的……)


冬……冬天也不要虐狗啊,哪怕你们是警犬……

就连癌细胞,都能想办法过得幸福美满。它们自己疯狂增殖不说,还想各种办法策反体内的正常细胞一起做伴。而且科学家们早已发现,微生物也不甘寂寞地加入到了癌症的圈子中,还能很讲义气地帮癌细胞吞下化疗药物,导致了某些癌症难以治疗[1]。

而今天的《科学》上,哈佛大学的研究团队发现,癌细胞和肠道微生物不止是兄弟义气,甚至可以说是情比金坚:以具核梭杆菌为代表的微生物会随结直肠癌细胞一起进行转移,帮助癌细胞在体内其他位置安家落户,而使用临床常用的抗生素甲硝唑,就可以有效杀灭这些癌细胞的“忠实伴侣”,同时抑制癌细胞的增殖和肿瘤生长[2]!

在对肠道微生物的研究不断深入的同时,科研界也一直在探索“人体的第二个大脑”对肠道原发疾病,如炎性肠病、肠易激综合征、结直肠癌等疾病的影响[3]。有队列研究显示,结直肠癌患者肿瘤内具核梭杆菌(Fusobacterium nucleatum)的水平就与患者预后存在关联,存在这种细菌就会使患者的死亡风险上升25%,细菌越多,风险就越高[4]。


助纣为虐的具核梭杆菌:我就喜欢你干不掉我又无可奈何的样子,愚蠢的人类

针对这种现象背后的机制,科学家们也在不断求索,有研究显示,具核梭杆菌可以直接促进癌细胞的增殖并调控肿瘤微环境,加速结直肠癌发病[5-7]。不久前小编也介绍过,具核梭杆菌还能调节癌细胞的自噬作用,使结直肠癌对化疗出现耐药。

为了继续明确具核梭杆菌与结直肠癌的关系,以Matthew Meyerson教授为首的哈佛大学医学院研究团队首先对11例冰冻不久的结直肠癌及肝转移灶标本进行了分析,在7组原发癌灶和转移灶标本中都检出了具核梭杆菌,64%的比例可以说是相当之高了。


论文通讯作者,哈佛大学达娜-法伯癌症中心Matthew Meyerson教授

进一步的全基因组测序显示,不仅原发癌灶和转移灶都能检出具核梭杆菌,而且这些在体内“远隔千里”的细菌的基因相似度达到了99.9%以上!这一结果也得到了细菌培养的证实,两下印证,可以说具核梭杆菌陪着癌细胞一起远处转移是板上钉钉的事实了。

研究人员还发现,和肠癌细胞一起开辟新战场的还有坏死梭杆菌、脆弱拟杆菌、口腔中常见的中间普雷沃菌等其他微生物,而且转移灶内整体的微生物组成比例也与原发灶基本相同。对430例结直肠癌患者进行的队列分析,也进一步证实了此前具核梭杆菌的存在会降低患者生存率的研究证据。

为了验证具核梭杆菌“帮助”结直肠癌实现远处转移的能力,研究人员在小鼠模型上进行了移植试验,五例具核梭杆菌阳性的肠癌标本全部移植成功,可检出具核梭杆菌DNA,但无法提取到菌群的标本成功率仅为25%,而具核梭杆菌阴性的标本移植全部失败!对移植小鼠的观察和分析也证实,随肿瘤一起安家落户在小鼠体内的微生物们会持续稳定存在相当长的时间。

既然具核梭杆菌的帮凶嘴脸显露无疑,那么杀灭它们是否会起到抑癌效果呢?研究人员选择了常用于治疗厌氧菌的抗生素甲硝唑,分别在移植了具核梭杆菌阴性和阳性的结直肠癌小鼠模型上进行试验。单独使用甲硝唑对具核梭杆菌阴性的患癌小鼠没有抑癌效果,但却使阳性小鼠的肿瘤缩小了近30%,具核梭杆菌的数量也显著下降!


甲硝唑对具核梭杆菌阴性(左图)的结直肠癌(HT-29)并无效果,但对存在梭杆菌的结直肠癌可起到显著抑癌效果(右图,蓝线为甲硝唑治疗组)

本次研究进一步证实了具核梭杆菌等梭菌属微生物与结直肠癌的密切关系。不过,人体微生物毕竟是颇为复杂的整体,极易牵一发而动全身,而甲硝唑针对的微生物种类较多,万一误伤了友军怎么办?因此研究人员也表示,如果想针对这种原理制定结直肠癌新的治疗策略,最好能设计一种只杀伤具核梭杆菌的抗生素,以精确打击手段铲除这些助纣为虐的家伙。

虽然相较于肺癌、肝癌这些最为狰狞可怖的杀手,结直肠癌以手术为主的治疗相对成熟,患者5年生存率也可达到66%[9],但手术之外的治疗方法多年来一直进步缓慢。对癌症多一分认识,就多一分战胜的希望。小编希望,不断有新的发现将癌症大魔头的帮手们断手斩足,最终取得完胜。

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