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2018年開年，腸道微生物攜手免疫治療在《科學(xué)》雜志連發(fā)三篇文章，一次又一次地證明：腸道微生物對免疫治療的療效起著決定性作用，研究人員也在不斷挖掘能夠增強(qiáng)免疫治療效果的菌種。
一年過去了，在2019年的開年，再次等來了腸道微生物和免疫治療的好消息。在1月下旬的《自然》雜志上，來自日本慶應(yīng)義塾大學(xué)醫(yī)學(xué)院的Kenya Honda博士帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)發(fā)表研究，他們找到了11株腸道微生物，能夠增加CD8+T細(xì)胞的水平，增強(qiáng)由它介導(dǎo)的抗腫瘤免疫反應(yīng)，抑制腫瘤進(jìn)展的效果與免疫檢查點(diǎn)抑制劑持平，甚至更好！兩者聯(lián)合使用時(shí)，抗腫瘤效果更加優(yōu)秀。[1]
Kenya Honda博士
在過去的研究中，研究人員們大多關(guān)注的是CD4+T細(xì)胞，對腸道微生物與CD8+T細(xì)胞的相互作用了解的很少，但其實(shí)，微生物介導(dǎo)的CD8+T細(xì)胞的激活在宿主抵抗病原體感染和抗腫瘤免疫反應(yīng)中也發(fā)揮著非常重要的作用。[2,3]與主要發(fā)揮“輔助”作用的CD4+T細(xì)胞（輔助T細(xì)胞）不同，CD8+T細(xì)胞也叫作細(xì)胞毒性T細(xì)胞，可以直接殺死癌細(xì)胞和被病毒等感染的細(xì)胞。
在這次的研究中，研究人員首先招募了六名健康的志愿者，采集了他們的糞便樣本，再分別移植給無菌小鼠。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，小鼠們產(chǎn)生干擾素γ的CD8+T細(xì)胞（INFγ+CD8 T細(xì)胞）的水平相差不少，其中移植了第二名志愿者糞便樣本的小鼠水平最高。
毫無疑問，接下來的工作就是要找到提高了INFγ+CD8 T細(xì)胞水平的具體腸道微生物了。經(jīng)過抗生素處理、16S rRNA測序和一系列篩選，研究人員初步鎖定了26株菌株，在它們中，通過不同的組合和實(shí)驗(yàn)分析，最終，有11株脫穎而出，它們與INFγ+CD8 T細(xì)胞水平呈最強(qiáng)的正相關(guān)關(guān)系。
不僅如此，研究人員還發(fā)現(xiàn)，這11株菌株組成了一個(gè)“聯(lián)合體”（11-mix），它們共同發(fā)揮作用，其中，4株非擬桿菌目的細(xì)菌是聯(lián)合體的“核心”（4-mix），另外7株擬桿菌目的細(xì)菌（7-mix）則扮演著“支持者”的角色。
11-mix就是我們要的！
找到了這11株菌株之后，研究人員開始著手證明它們抵抗病原菌和抗腫瘤的效果。他們將單核細(xì)胞增多性李斯特氏菌（Listeria monocytogenes，簡稱單增李斯特菌）分別喂給無菌小鼠、移植了11株菌株（11-mix）的小鼠和移植了26株菌株中其他10株（10-mix）的小鼠，單增李斯特菌是冷藏食品中一種主要的病原菌，感染后表現(xiàn)出單核細(xì)胞增多，會(huì)導(dǎo)致腦膜炎和敗血癥。
喂食后的第一天，小鼠們就開始萎靡不振，體重明顯下降，但是從第二天開始，11-mix組小鼠的CD8+T細(xì)胞就奪回了主動(dòng)權(quán)，它們的體重不再下降，而另外兩組小鼠則越降越厲害。當(dāng)通過抗體消除了CD8+T細(xì)胞之后，11-mix的保護(hù)作用也就消失了。
喂食單增李斯特菌后，小鼠體重隨時(shí)間（天）下降的百分比，GF為無菌小鼠
在證明抗腫瘤效果的實(shí)驗(yàn)中，研究人員首先選擇了結(jié)直腸癌細(xì)胞（MC38細(xì)胞），給無菌小鼠注射癌細(xì)胞后，為了全方位多角度地展示11-mix的優(yōu)秀，研究人員將小鼠分為了6組，分別是什么都不做，任由腫瘤肆意生長的對照組；使用PD-1抗體治療組；11-mix組；PD-1抗體+11-mix組；10-mix組和PD-1抗體+10-mix組。
這樣一來，結(jié)果一方面體現(xiàn)出了，在不使用PD-1抗體的情況下，11-mix本身就有不錯(cuò)的抗腫瘤效果，甚至比單獨(dú)使用PD-1抗體效果還要好！另一方面，與PD-1抗體聯(lián)用之后，在20天的觀察期內(nèi)，腫瘤的大小更是幾乎沒有發(fā)生變化，而其他幾組的增長曲線都快起飛了。
a：MC38細(xì)胞注射后，腫瘤體積隨著時(shí)間（天）的變化，GF為無菌小鼠
b：6組小鼠TNFγ+CD8 T細(xì)胞水平的對比
類似的結(jié)果也表現(xiàn)在了本身攜帶腸道微生物組的無特定病原體（SPF）小鼠中，不過因?yàn)樽陨砟c道微生物的存在，所以11-mix移植后的效果比無菌小鼠移植后的效果要差一些（但還是相當(dāng)不錯(cuò)的）。研究人員將PD-1抗體換成了更老牌的免疫檢查點(diǎn)抑制劑——CTLA-4抗體后，幾個(gè)組間抗腫瘤效果的對比也沒有發(fā)生明顯改變。同樣的治療效果在黑色素瘤模型小鼠中也得到了驗(yàn)證。
d：MC38細(xì)胞注射后，SPF小鼠腫瘤體積隨著時(shí)間（天）的變化
e：6組小鼠TNFγ+CD8 T細(xì)胞水平的對比
不過，斯坦福大學(xué)的研究人員提出，如果它們應(yīng)用在臨床上，還有一些潛在的隱患需要特別注意，例如，免疫檢查點(diǎn)抑制劑的一大副作用是出現(xiàn)自身免疫反應(yīng)，INFγ+CD8 T細(xì)胞水平的增加是否會(huì)加劇這種副作用？另外，細(xì)菌移植前需要使用抗生素對患者進(jìn)行預(yù)處理，讓細(xì)菌能夠順利地定植，這種處理可能會(huì)增加患者病原菌（如艱難梭菌）感染的風(fēng)險(xiǎn)。[4][這些都還需要在未來的試驗(yàn)中進(jìn)行驗(yàn)證，找到能夠平衡療效與風(fēng)險(xiǎn)的方法。
但總的來說，它仍然是一個(gè)“突破性”的進(jìn)展，因?yàn)?strong>這是首次鑒定出的，一個(gè)可以增強(qiáng)免疫檢查點(diǎn)抑制劑效果的人類腸道細(xì)菌“聯(lián)合體”,[5]它們?yōu)槔媚c道微生物治療癌癥這個(gè)愿景提供了又一條可行的通路。
參考資料：
[1].Tanoue T, Morita S, Plichta D R, et al. A defined commensal consortium elicits CD8 T cells and anti-cancer immunity[J]. Nature, 2019: 1.
[2].Ichinohe T, Pang I K, Kumamoto Y, et al. Microbiota regulates immune defense against respiratory tract influenza A virus infection[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2011, 108(13): 5354-5359.
[3].Bhatt A P, Redinbo M R, Bultman S J. The role of the microbiome in cancer development and therapy[J]. CA: a cancer journal for clinicians, 2017, 67(4): 326-344.
[4].Reticker-Flynn N E, Engleman E G. A gut punch fights cancer and infection[J]. 2019.
[5].https://medicalxpress.com/news/2019-01-human-microbiome-derived-bacterial-strains-antitumor.html
END
個(gè)人體會(huì)：
近年來，不斷有《Nature》、《Science》、《Cell》等頂級期刊報(bào)道了腸道微生物參與腫瘤的發(fā)病機(jī)制、通過調(diào)節(jié)腸道微生物可能增強(qiáng)癌癥免疫治療的效果和減輕毒副作用。
本人亦非常看好干預(yù)腸道微生物在腫瘤預(yù)防和治療中的發(fā)展前景，原因有三：1.有研究表明，腫瘤可能是一種代謝病。高危因素的累積暴露和內(nèi)外環(huán)境的改變，最終導(dǎo)致人體基因突變而致癌；2.相比人類基因（第一基因），腸道微生物組（第二基因）的可干預(yù)性更強(qiáng)；3.自身將益生菌輔助用于腫瘤患者的一些臨床觀察經(jīng)驗(yàn)。
盡管目前有關(guān)腸道微生物的研究多數(shù)還處在基礎(chǔ)研究和宏基因?qū)W階段，但也有一些臨床研究表明了腸道微生物和腫瘤的相關(guān)性。截至目前，在臨床實(shí)踐中，我給不少腫瘤患者單獨(dú)或聯(lián)合使用益生菌和/或其代謝物來預(yù)防或處理化療、放療、免疫和靶向治療相關(guān)的毒副作用（尤其是胃腸道反應(yīng)、手足綜合癥和放射性炎癥），效果顯著?；谝恍┡R床經(jīng)驗(yàn)的分享和國外一些相關(guān)基礎(chǔ)研究的報(bào)道，目前一些感興趣的專家朋友正在申請過倫理，計(jì)劃做相關(guān)的臨床研究，敬請后續(xù)關(guān)注！
腸道微生物的調(diào)節(jié)，是否可能為患者帶來總生存期的獲益？有待更多的研究和時(shí)間去觀察和驗(yàn)證。
最后，我們衷心祝愿在新的一年中，癌癥的研究有更大的突破！
《指南解讀》團(tuán)隊(duì)全體成員，給大家拜年了！
黃志鋒醫(yī)生
