《科學》重磅發現!3種腸道細菌「點亮」4種癌症免疫治療

2020-12-05 中國生物技術網

免疫療法火了好幾年，但臨床結果卻喜憂參半：一些有效的免疫治療增強了癌症患者的免疫狀態，成功摧毀了癌細胞；而另一些沒有讓患者產生有效反應，最終以失敗告終。這是為什麼呢？

一項最新的研究在腸道微生物組中發現了新的線索。

北京時間8月14日，發表在《Science》上的一項新研究中，來自加拿大卡爾加裡大學卡明醫學院的研究團隊發現了哪些腸道細菌可以幫助免疫系統對抗癌症腫瘤，以及它們是如何做到的。

這一發現讓我們對免疫治療產生的臨床結果有了新的認識。研究表明，將免疫治療與特定微生物相結合，可以增強免疫系統識別和攻擊諸如黑色素瘤、膀胱癌和結腸直腸癌細胞的能力。

由卡明醫學院國際微生物組中心主任兼首席研究員Kathy McCoy博士領導的研究團隊專注於利用微生物組的力量來改善健康和治療疾病。

Kathy McCoy

McCoy說，為了駕馭和指導這種力量，科學家們需要更好地了解細菌在調節免疫系統中的作用。

她說：「最近的研究提供了強有力的證據，證明腸道菌群可以積極影響抗腫瘤免疫，並在提高某些癌症免疫治療效果上發揮了積極的作用。然而，細菌是如何做到這一點的仍然是個謎。我們現在已經可以通過展示特定細菌如何增強T細胞的能力來繼續這項工作。」

在研究中，研究人員分離出三種細菌：假長雙歧桿菌（Bifidobacterium pseudolongum）、約氏乳桿菌（Lactobacillus johnsonii）和歐陸森氏菌（Olsenella）。

圖片來源：Science

在無菌小鼠實驗中，研究人員將這些特殊的細菌與免疫檢查點抑制劑一起引入小鼠體內。結果顯示，它們在4種小鼠癌症模型中顯著增強了免疫治療的效力。

研究結果表明，特異性細菌對免疫療法的作用至關重要，它使腫瘤急劇萎縮。對於那些沒有接受有益菌治療的小鼠，免疫治療沒有效果。

研究人員發現腸道假長雙歧桿菌通過產生代謝物肌苷來調節並增強了免疫治療反應。免疫治療引起的腸道屏障功能下降增加了肌苷的系統轉運和抗腫瘤Th1細胞的活化。肌苷的作用依賴於T細胞表達的腺苷A2A受體，並需要共同刺激。

該研究第一作者、McCoy實驗室的高級博士後研究員Lukas Mager說：「肌苷會直接與T細胞相互作用，並與免疫治療一起提高治療效果。在某些情況下，摧毀了所有的結腸直腸癌細胞。」

圖片來源：Science

研究人員隨後證實了膀胱癌和黑色素瘤的研究結果。

總之，這項研究確定了一種新的微生物代謝物免疫途徑，它被免疫治療激活，可以用於開發基於微生物的輔助療法。

McCoy表示，下一步將在人類癌症中試驗。與小鼠腫瘤相關的三種有益菌也已在人類癌症中被發現。

McCoy說：「確定微生物如何改善免疫治療對於設計具有抗癌特性的療法至關重要，其中可能包括微生物療法。微生物組是每天生活在我們體內和周圍的數十億細菌的驚人集合。對於充分了解它們，並利用這些新知識來提高抗癌治療的有效性和安全性，以及癌症患者生存率和幸福指數，我們還處於早期階段。」

論文連結：

https://science.sciencemag.org/content/early/2020/08/12/science.abc3421

相關焦點

  • 讓癌症免疫治療效果翻倍,科學家發現這類細菌能影響PD-1免疫治療效果
    總結其中可能的機制，腸道菌群通過幾種關鍵機制影響癌症藥物的效率：新陳代謝，免疫調節，易位，酶促降解和生態變異等等。 2018年初，國際頂級期刊《Science》雜誌連發三篇重磅文章，聚焦腸道微生物對腫瘤免疫治療的重要影響，證實在人體中腸道菌群會影響腫瘤免疫治療的療效，以及腸道菌群對於抗PD-1免疫療法的重要性。
  • Science:特定腸道共生細菌能夠提高癌症免疫療法的治療成功率
    圖片來自Wikipedia/CC BY-SA 3.0。儘管這些免疫系統增強藥物已引發某些癌症的治療變革，但是大約僅35％的黑色素瘤患者從這種免疫治療中獲得了顯著的益處。這些特定細菌在腸道中的存在似乎促進T細胞浸潤到腫瘤微環境中，並提高T細胞對癌細胞的殺傷作用，從而增加產生強效且持久的免疫反應的可能性。論文通信作者、芝加哥大學癌症免疫治療教授Thomas Gajewski博士說，特定腸道細菌與對抗PD-1免疫治療藥物作出的臨床反應之間存在著較強的關聯性，這提示著「存在因果關係」。
  • 癌症免疫治療的新力量出現!
    2018年1月《科學》雜誌的這期封面，必將鐫刻在腸道菌群研究的歷史上，也將鐫刻在腫瘤治療的歷史上。其實，這已經是《科學》雜誌發表的第五篇腸道微生物影響腫瘤免疫治療研究文章。這五篇重磅連起來，幾乎可以說是坐實了人類最有希望攻克癌症的免疫療法，患者響不響應，效果怎麼樣，還要看腸道微生物的「臉色」。
  • 腸道微生物與癌症的關係,超出你想像
    近年的重磅研究表明，腸道微生物可通過調節藥物療效，消除抗癌作用並介導毒性作用在癌症治療中發揮重要作用。 腸道菌群通過幾種關鍵機制影響癌症藥物的效率：新陳代謝，免疫調節，易位，酶促降解和生態變異等。因此，腸道菌群已成為提高癌症治療的功效並降低其毒性和不良反應的新靶標。 1.
  • 腸道微生物與免疫治療的神之匯合 有望大幅提升免疫治療效果
    雖然人類對癌症的記錄最早可以追溯到公元前1600年，但直到17世紀，還有科學家認為，癌症是一種「毒」，而且具有傳染性[1]，與我們目前對癌症的「科學認知」相差了十萬八千裡。隨著人均壽命的延長和生活方式的變化，近年來，癌症的發病人數不斷增加，成為了第二大死亡原因，也催生出了一些新型癌症療法，例如免疫治療。
  • Science:腸道菌群會成為癌症治療領域的新突破嗎?
    研究發現，健康的腸道菌群似乎是腫瘤免疫療法所需要的，因為其或可提高機體對腫瘤的免疫應答。 Vedanta 公司的科學共同創始人 Kenya Honda 是日本埼玉縣 RIKEN 綜合醫學中心的負責人，他發現 CD8+ 細胞毒性 T 細胞的誘導發生在腸道中，並且取決於微生物組的存在3。 「很明顯，我對 Zitvogel 的創新發現的第一反應是錯誤的。」 Bernat Olle 說。
  • 腸道菌群竟然能提升放療化療,免疫治療的成功率!
    某些腸道細菌菌株可以促進PD-1抑制劑的作用，某些菌株則抑制它。與具有不利微生物的患者相比，具有「有益」腸道微生物組的患者顯示出對免疫治療的增強響應。《Science》及《Nature》雜誌報導多篇驚人的醫學發現，研究人員通過對接受過PD-1抑制劑治療的不同癌症類型的患者進行大規模分析，證明了腸道微生物在免疫治療中確實起著決定性作用。
  • 腫瘤治療「全能黑馬」登場!腸道菌群竟然能夠提升放療,化療,免疫治療的成功率!
    某些腸道細菌菌株可以促進PD-1抑制劑的作用，某些菌株則抑制它。與具有不利微生物的患者相比，具有「有益」腸道微生物組的患者顯示出對免疫治療的增強響應。《Science》及《Nature》雜誌報導多篇驚人的醫學發現，研究人員通過對接受過PD-1抑制劑治療的不同癌症類型的患者進行大規模分析，證明了腸道微生物在免疫治療中確實起著決定性作用。
  • 腸道菌群控制人體對癌症治療的反應
    這一副作用暗示Ipilimumab的藥效可能與腸道的微生物有很大關係。之後的實驗證明了免疫檢查點抑制劑對於患有癌症且腸道微生物缺失小鼠治療效果並不明顯。之後，Zitvogel等人認為是腸道內某一特定類型的細菌參與了微生物的抗腫瘤效應。為了驗證這一猜想，作者們將特定的微生物定殖到無菌小鼠腸道內部。結果顯示，腸道菌的再生能夠增強免疫檢查點抑制劑的療效。
  • 22種癌症相關消化道菌群:篩查、診斷和預後標誌物
    科學家們正逐漸接受這一事實：生活在人類消化道中、數以萬億計的細菌、真菌、病毒等微生物，也許是一個免疫腫瘤學的新靶點，具備為癌症患者開發新療法的潛力。 事實上，各大頂級醫學期刊所發表的小鼠和人類實驗報告，已經初步揭示了腸道菌群在癌症中的作用。
  • Nature子刊揭示:腸道微生物組指導免疫系統對抗癌症的機制
    然而，這些治療方法並不是對所有人都有效，而且常常伴隨著顯著的副作用。因此，根據對免疫檢查點抑制劑的潛在反應對患者進行分層可以使癌症的治療個性化。而且，伴隨著研究的深入，科學家們發現，腸道微生物組在「抗腫瘤免疫調節」中發揮重要的作用，但背後具體的分子機制尚不明確。
  • 《自然》重磅!多樣性增加281%,人類腸道菌群基因組圖譜公布!
    但是臨床研究結果表明，許多癌症患者因接受免疫藥物治療而出現不同程度的免疫相關不良反應，最終出現不得不提前終止治療的情況。而寄居在人體內的腸道菌群可以影響免疫檢查點抑制劑治療癌症，能夠極大地改善患者對該療法的響應程度，腸道菌群因其與宿主的共生關係正受到越來越多科研工作者的關注。2月11日，頂級學術期刊《自然》重磅發布人類腸道菌基因組最新圖譜。
  • 提高免疫治療的成功率,可能對擊敗癌症至關重要
    我們的身體由30億個細胞和39億個細菌組成，成千上萬種細菌存在於我們的腸道中，對我們的健康至關重要。
  • 人體腸道細菌的鞭毛竟然是抗病毒成分
    本周四發表於《科學》雜誌的研究中，科學家們認為要阻止人類腸道內某種致命病毒，關鍵在於人類腸道中的細菌——生活在人類胃腸道中數萬億難以察覺的細菌
  • 許多癌症由細菌、病毒引起 這5種更要當心
    談「癌」色變，癌症的高發率和高死亡率讓人恐懼。根據國際抗癌聯盟數據指出：全球每年被確診罹癌病例達1200萬人，其中約20％的病例歸因於病毒或細菌感染。 日常生活中，難免會接觸到各式各樣的細菌、病毒、寄生蟲等，因此更要重視因感染而引發的癌症。
  • 15000字深度長文,詳解人類癌症與免疫治療發展史
    3.腫瘤微環境種的PD-L1表達豐度及TIL數量（具體見荷蘭Christian U Blank在科學雜誌撰文並畫出的影響抗癌免疫反應的7大因素雷達圖。） 4.微生態：《科學》雜誌發表的五篇腸道微生物影響腫瘤免疫治療的研究文章，來闡述免疫療法療效與腸道微生物的關係。
  • 腸道微生物與腫瘤的關係,超出你的想像
    近年的重磅研究也表明，腸道微生物可通過調節藥物療效，消除抗癌作用並介導毒性作用在癌症治療中發揮重要作用。Reports上一項新的研究中，科學家發現接受化療藥物的試驗小鼠會同時發生了以下幾種反應： 1、腸道細菌和組織發生了變化； 2、血液和大腦顯示出炎症跡象； 3、行為出現疲倦和認知受損。
  • ...特定腸菌的代謝物,能夠激活T細胞,增加免疫治療效果 | 科學大發現
    免疫治療這麼熱門，關注的讀者肯定了解，免疫治療還有一大塊懸而未決的問題，那就是響應率。很多癌種對免疫治療原發性耐藥，即使在受益最明顯的肺癌、黑色素瘤等癌種中，實際響應率也不高。　　為什麼患者之間會出現這麼大的差別呢？　　最近的一些研究把目光放到了腸道微生物上。
  • 綜述 | Cancer Letters:腸道菌群與腫瘤免疫治療(國人作品)
    導讀微生物群正變得越來越重要，因為人類健康和疾病之間的平衡可以通過腸道菌群來調節。腸道菌群可以局部和系統地調控宿主的免疫系統。腫瘤免疫治療已經成為治療腫瘤患者的一種有效方法。越來越多的證據支持微生物群影響癌症免疫治療的療效，特別是免疫檢查點抑制劑，如阻斷PD-1或PD-L1和CTLA-4等免疫檢查點抑制劑（ICIS）。
  • 腸道菌群組成影響腎細胞癌患者腫瘤免疫治療的應答
    研究發現，近期抗生素使用可改變腸道菌群組成，並降低患者的客觀緩解率，促進了不同優勢物種類群的形成，如Clostridium hathewayi菌在腎細胞癌患者的糞便中較為富集。還有一個重要的點，就是在接受nivolumab藥物前服用酪氨酸激酶抑制劑（TKI）能夠改變腸道菌群的組成。最後，研究人員表示微生物群的組成受TKI和ATB的影響，並影響免疫治療的成功。