肠道菌是决定癌症治愈率的关键

作者 | 发布日期 2017 年 12 月 07 日 11:50 | 分类 医疗科技 , 生物科技
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【Technews科技新报】新型有效的癌症治疗方法能像箭一样准确射进免疫系统的核心,刺激它针对身体内的癌细胞作用。当药物有效时,免疫系统将会消灭肿瘤细胞,然而这些药物并非总是有效。事实上,它们有 60~70% 的可能性是失效的,因为这些药物无法使每位病人的免疫系统产生相同的功效。而根据一项最新的研究发现,这可能不是免疫系统的问题,而是肠道!



有些肠道菌可以在接收到癌症免疫疗法的刺激之前,先包围并训练免疫细胞来对抗癌细胞。如果没有微生物先启动这个机制,那么就算提供药物治疗,也只是徒劳无功。两篇发布在本周《科学》(Science)期刊的研究显示,对于缺乏肠道益生菌的癌症患者而言,癌症药物无法引起任何疗效,尤其是在服用抗生素之后。同时也发现对药物有反应的癌症患者,他们的肠道内部都有益生菌能刺激免疫系统释放出化学物质,使能够杀死癌细胞的 T 细胞迫不及待要执行任务。

研究人员将人类癌症患者的肠道菌转移至患有癌症的无菌小鼠,而这些啮齿类动物将会反映出患者的命运。这些小鼠在得到没有作用的肠道菌后,对免疫疗法也不会有反应,但是这些小鼠若是得到有作用的肠道菌,则反之。而当研究人员将有作用的肠道菌移至原先对免疫疗法没有反应的小鼠时,小鼠竟能够反击癌细胞。

德克萨斯州大学(University of Texas)安德森癌症中心(MD Anderson Cancer Center)的外科肿瘤学家和遗传学家 Jennifer Wargo 博士表示:“在研究患者和随后做的小鼠实验中,我们发现肠道菌确实会调节全身性和对抗肿瘤的免疫系统。”Wargo 博士正在计划进行临床人体试验,希望可以了解若对癌症患者进行粪便移植,是否能够提高免疫疗法的治愈率。

除了 Wargo 博士的研究,在法国维勒瑞夫(Villejuif)古斯塔夫·鲁西癌症研究所(Gustave Rouss Cancer Campus)免疫学家 Laurence Zitvogel 博士领导的研究中,亦专注于研究一种称为“PD-1 抑制剂”的癌症治疗方法。PD-1 抑制剂是一种检查点抑制剂。一般而言,PD-1 是 T 细胞表面一种蛋白质。在没有癌细胞的情况下,它会扮演检查点的角色,防止过度免疫反应和自体免疫疾病。PD-1 透过和健康细胞表面的蛋白质 PD-L1 结合,PD-L1 会将抑制性讯号传递给 T 细胞,使它按兵不动,而不是攻击健康的细胞。

在免疫疗法中占有重要地位

狡猾的癌细胞常会穿上 PD-L1 当防护罩,因此可以逃脱 T 细胞发动的闪电战。如果药物阻碍 PD-1 与癌细胞上的 PD-L1 结合,这样 T 细胞便能攻击肿瘤细胞。然而,如同前面所述,PD-1 抑制剂的治疗方式常常失效。

在这项新研究之前,Zitvogel 博士和她的同事注意到在最近的小鼠实验中,肠道菌相在对于癌症的免疫调节中扮演重要角色。如果这是事实,那么他们假设杀菌的抗生素会压缩 PD-1 抑制剂的影响。为了得知这个假设是否成立,他们观察了 249 名罹患肺癌、肾癌或膀胱癌的患者,其中一些患者在使用 PD-1 抑制剂治疗期间亦接受抗生素治疗。研究人员发现免疫治疗失败和使用抗生素之间有明确的关联。具体而言,与有同样病症且健康条件类似的患者相比,服用抗生素的 69 名病患其生存期较短,而且没有明显的癌症进程。

接下来,研究人员检查 100 名癌症患者粪便检体的菌相,其中包含对 PD-1 抑制剂疗法有反应和无反应的患者。他们发现在某些类型的细菌丰富度上有很大的差异。结果显示对 PD-1 抑制剂有反应的患者,比较可能携带含有抗发炎性质的肠道菌 Akkermansia muciniphila (简称 A. muciniphila)。在小鼠实验中,A. mimipiphila 会刺激免疫细胞释放一种称为 IL-2 的化学讯号,目前已知其能调节 T 细胞并使 T 细胞发动攻击。亦即,以 A. muciniphila 治疗患有癌症的小鼠,可以将无反应的肠道菌相转变为有反应。

Wargo 博士的研究有类似的发现。他们使 112 名罹患皮肤癌的患者接受 PD-1 抑制剂治疗。而研究结果也显示患者的肠道菌相和免疫疗法的成功与否有关。虽然他们的研究中并没有特别指定 A. muciniphila,但他们也指出有反应者的肠道菌相丰富度较高,也含有较多某些特定类型的细菌。同样地,他们也发现有些有益的微生物能引发 T 细胞作用的证据。

以上这些研究结果皆表明肠道菌相在免疫疗法中占有重要地位,但这仍有很多问题待解决。比如说,这些细菌如何刺激免疫系统对抗癌症、是否存在副作用以及操纵癌症患者体内微生物相的潜在风险。

不过,正如 Wargo 和她的同事所做的结论:这些研究结果突显出我们能在接受阻断检查点免疫疗法的患者时,调控这些患者的肠道菌相,而他们也保证会在临床试验中对癌症患者进行快速评估。Wargo 博士补充:“你可以改变你的肠道菌相,这真的没那么难,所以我们认为这项研究是治愈癌症的新机会。”

(首图来源:Dr. Luigi Nezi / 德州大学安德森癌症中心)

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Yun-Chu Wang

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