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《细胞》:MIT科学家发现细菌原是肺部肿瘤的帮凶

来源:学术经纬 2019-02-02 09:09

 

肺癌,可以说是最令中国人生畏的恶性肿瘤。在中国,肺癌在恶性肿瘤发病中居于首位;全世界范围内,肺癌也是癌症相关死亡的主要原因,每年导致上百万人死亡。因此,如何干预和治疗肺癌,帮助解决这一沉重的疾病负担,是极为重要的问题。

麻省理工学院的Tyler Jacks教授及其同事们发现,肺癌的发展和肺部细菌引起的炎症密切相关。肺部肿瘤会改变肺部的细菌种群,刺激免疫系统产生炎症环境,从而让肿瘤细胞茁壮生长。这一发现,为治疗肺癌提出了富有前景的干预方法。研究成果今日在线发表于顶尖学术期刊《细胞》。

肺部属于一种黏膜组织,是一个适合微生物定居的场所。在我们每个人的肺部,有多种无害细菌与我们共存,这一点类似于肠道,只是规模小得多。肺部菌群会受到环境污染、免疫功能障碍等因素的影响。

在临床上,肺癌患者常见肺部感染,多达70%的肺癌患者会因肺部细菌感染出现并发症。肺部的细菌肿瘤是什么样的关系?为了探索这一问题,研究人员构建了一种肺癌模型小鼠。这种小鼠由于表达致癌基因KRAS突变同时又缺少抑癌基因p53,会在几周内患上肺腺癌。这类肺癌属于非小细胞肺癌,是最常见的肺癌类型。

在这些肺癌小鼠中,研究人员注意到一个现象:小鼠肺部的菌群发生了巨大变化!肺部的细菌数量显着变多了,同时,细菌种类的多样性却变少了。正如我们常在生态环境中看到的那样,当物种变得单一化,生态系统的健康会恶化。

肺部细菌总量的扩张激起了免疫系统的注意。一种叫作γδ T细胞的免疫细胞开始增殖和活化,分泌出白介素IL-17、IL-23等细胞因子。这些细胞因子的一大作用就是促进炎症反应。同时,它们还会激活另一类免疫细胞,中性粒细胞。中性粒细胞又进一步释放促炎物质。换言之,肺部细菌劫持了肺部的免疫细胞,为肿瘤制造了一个非常有利的生长环境。

“这就像是一个正反馈,形成了恶性循环,促进肿瘤继续生长。”第一作者Jin博士介绍。

反过来,如果没有细菌的刺激,肺部肿瘤的生长应该就不会那么嚣张吧?研究人员对此做了检验:生活在无菌环境中的肺癌小鼠,肺部的免疫细胞没有出现反应,与此同时,形成的肺部肿瘤明显要小。

这个结果为癌症科学家提供了一个遏制肺部肿瘤的思路。既然有细菌在兴风作浪,我们都知道有一类“武器”对付细菌性肺炎是再适合不过了,那就是:抗生素

在肺癌小鼠长出肿瘤的两周或七周后,科学家给它们开了些抗生素。治疗结果喜人!用抗生素治疗后,小鼠的肿瘤缩小了近一半!鉴于细菌会激活体内的免疫细胞引起炎症,研究人员也尝试了用药物阻断γδ T细胞或细胞因子,发现消炎药有和抗生素类似的效果,小鼠的肿瘤缩小了。

事实上,在人类肺癌患者的肿瘤标本中也能见到数量异常多的γδ T细胞。研究人员分析了人的肺部肿瘤后发现,细菌信号的变化与在肺癌小鼠中观察到的十分相似。也就是说,抗生素或阻断特定免疫反应的药物,很可能值得在人类身上进行试验。

“如果我们可以特异性地阻断那些造成后续免疫反应的细菌,或者如果我可以阻断细胞因子及其下游的致病因子,都有可能治疗肺癌。”Jin博士提出的这一设想令人期待!

这种疗法或许离我们并不遥远。因为,抗菌消炎的药物已经有很多。研究人员在小鼠模型中所测试的一些药物,有希望最终用于人体试验。同时,研究人员还在进一步确认肺部菌群中究竟是哪些菌株在肿瘤环境中增多,有了更确切的结果后,可以找出选择性杀菌的抗生素。

“这项研究直接将肺部细菌负担与肺癌的发生发展联系了起来,将为肺癌的干预和治疗开辟多条有希望的途径。”研究负责人、MIT科赫综合癌症研究所主任Tyler Jacks评论。(生物谷Bioon.com)

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