我国团队首次揭示细菌抗肿瘤关键原理,正向临床试验推进
IT之家于3月4日报道,一项在国际权威学术期刊《细胞》上发表的最新研究为癌症治疗带来了新的希望:研究人员成功破解了肿瘤与细菌之间的“对话”机制,首次揭示细菌在抗肿瘤中的关键作用,为恶性实体瘤的细菌治疗提供了新思路。
此次研究由中国科学院深圳先进技术研究院的刘陈立研究员及其团队主导,与中国科学院上海营养与健康研究所的肖意传研究员团队合作,于北京时间3月4日正式发表在《细胞》上。
尽管早在150多年前,科学家就已尝试使用细菌治疗实体瘤,但由于细菌疗法在安全性和疗效上存在不足,导致其在医学历史中并未受到重视。
近年来,随着合成生物学技术的快速发展,细菌疗法迎来了新的机遇。自2017年起,刘陈立及其团队开始把定量合成生物学的理念应用于肿瘤细菌治疗的研究中,经过8年的努力,他们成功破解了肿瘤与细菌之间的“沟通机制”,填补了该领域的理论空白,为将来的癌症治疗开创了新的路径。
这项研究的开端源于刘陈立团队对细菌在肿瘤治疗中的早期观察。他们通过建立特殊合成菌株,发现在多种疾病如结肠癌、黑色素瘤和膀胱癌的动物模型中,合成细菌表现出优异的治疗效果,展示了其在肿瘤靶向性和广谱性上的潜力。
研究中,科学家发现细菌利用一种名为白介素-10的信号分子与肿瘤内部的免疫细胞进行“交流”,促使肿瘤内的巨噬细胞大量产生白介素-10,从而使细菌的敌人——中性粒细胞被“定点控制”,无法正常活动,从而让细菌成功躲避免疫细胞的攻击。
与此同时,细菌自身产生的白介素-10信号分子恰好“唤醒”肿瘤内的“沉睡战士”CD8+ T细胞,令其重新复活并猛烈攻击肿瘤。这一“意外的巧合”使得细菌既能够逃避被消灭,又积极对抗肿瘤。
那么,细菌治疗肿瘤的安全性又如何保证呢?
刘陈立团队发现,免疫细胞中有一种“迟滞效应”机制,使得肿瘤组织中的白介素-10受体水平较高,而正常组织中的白介素-10受体水平较低。通过对27种不同癌症患者的临床样本进行分析,团队验证了这一机制。这种受体水平的不对称性使得细菌能够在肿瘤内避开抗菌免疫细胞的打击,而在正常组织中则实现高效清除,从而确保了治疗的安全性。
研究者们在多种动物模型中验证了这一疗法,结果表明,这种合成生物改造的细菌显著抑制了多种肿瘤的生长、复发和转移。
这项研究的突破性在于,研究团队首次揭示了细菌抗肿瘤的核心机制,为利用合成生物技术精准改造细菌提供了理论支持。这一研究标志着细菌治疗从“以毒攻毒”进入了“精准调控”的新时代。
“通过合成生物实验与定量数学模型的结合,我们准确模拟了细菌在肿瘤内的行为,从而设计出更高效的治疗策略。这就像我们发现了合成生物系统与免疫系统之间的‘神秘对话’,让科学家能够重新调整合成生物系统,为癌症治疗提供全新视角。”研究团队如此表示。
目前,这项研究正朝着临床试验的方向推进。未来,医生将可以通过检测患者肿瘤组织中白介素-10受体的表达水平,以精准筛选合适接受细菌治疗的患者,为个性化治疗方案的制定提供科学依据。同时,经过工程化改造的抗瘤细菌也可作为智能递送系统,实现治疗药物的精准释放。这种创新模式成功突破了传统给药体系的限制,有望为恶性肿瘤的治疗探索新的解决方案。
深圳先进院的前博士后常志广、郭旋,研究员李雪飞、博士后臧中盛,以及上海营养研究所的王艳博士是该文章的共同第一作者,刘陈立研究员和肖意传研究员为通讯作者。
IT之家提供论文链接:
https://www.cell.com/cell/abstract/S0092-8674(25)00158-8
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