近日,浙江大学王林波教授课题组在《科学通报》发表了题为“细菌对肿瘤转移的影响”的评述文章,对细菌与肿瘤转移这一领域的研究进展进行了总结。文章阐明了细菌与肿瘤转移的关系,区分了胞内菌和胞外菌在肿瘤转移中的作用,探索细菌通过直接影响肿瘤细胞和通过肿瘤微环境的方式影响肿瘤转移的作用机制,讨论了目前研究中存在的不足与解决方法,以期为肿瘤的诊断和治疗提供全新的策略和视角。
肿瘤转移是肿瘤患者死亡的主要原因之一。转移是指肿瘤细胞脱离原发生长部位,通过多种途径,到达远处组织或器官继续生长的多步骤过程,包括侵袭、播散和定植。转移涉及肿瘤细胞内在特性以及肿瘤细胞与肿瘤微环境(tumor microenvironment,tme)之间的相互作用。从1889年stephen paget提出“种子与土壤”假说,再到近年来针对肿瘤微环境各方面的多样化研究,肿瘤转移的理论逐渐完善。
一百多年前,人类肿瘤中首次发现有细菌存在。随着研究的深入,一些传统上认为是“无菌”的肿瘤也被发现具有低生物量的细菌群落特征。酸性、缺氧且拥有丰富的血液供应的tme有利于细菌的特异性定植。此外,在不同类型的肿瘤中,细菌的组成和丰度具有高度异质性,可能与肿瘤发生发展有关。根据细菌寄生的部位,可以将细菌分为胞内菌和胞外菌两大类。胞内菌寄居在宿主细胞内,例如具核梭杆菌 、结核分枝杆菌、志贺氏菌、布鲁氏菌和李斯特菌等;胞外菌是寄居在宿主细胞外,例如炭疽芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌、幽门螺杆菌和大肠杆菌等(图1)。
图1 胞内菌与胞外菌的种类
细菌在肿瘤转移中扮演着重要的角色(图2)。2017年,发表在science上的一项研究显示:在原发性结直肠癌与肝转移灶中存在同源的具核梭杆菌,推测细菌可能伴随原发肿瘤细胞迁移至转移部位;不仅如此,在结直肠肿瘤内富集的部分细菌,如梭杆菌属、拟杆菌属、硒单胞菌属和普氏菌属等,可能与肿瘤转移有关;并且,使用抗生素治疗结肠癌小鼠可以减少细菌负荷和肿瘤转移。一项单中心研究发现,与免疫检查点抑制剂单独治疗相比,双歧杆菌制剂联合免疫检查点抑制剂治疗转移性肾细胞癌可显著延长患者的无进展生存期。
图2 细菌与肿瘤转移研究的重要事件
细菌在肿瘤转移过程中发挥着复杂多样的作用机制(图3、表1),包括通过调控肿瘤的生长或死亡直接影响肿瘤细胞,以及改变肿瘤微环境。然而,该领域仍然存在许多未明确的问题需要进一步的探索和研究。在临床上,除了少数病例外,肿瘤转移患者绝大部分仍然无法治愈。目前专门针对细菌与肿瘤转移关系的研究处于起步阶段,检测技术尚有不足,对细菌来源和定植部位的了解不够,并且研究的深度和广度有限,有待于更深入的研究。细菌在肿瘤转移中的作用是一个复杂且具有挑战性的研究领域,但同时也为探索潜在的治疗方案提供了新的思路。研究细菌通过肿瘤细胞和肿瘤微环境影响肿瘤转移的机制,可以为肿瘤个性化治疗方案的制定提供有价值的见解。
图3 细菌对肿瘤转移的作用机制
表1 细菌对肿瘤转移的作用机制
浙江大学王林波教授和季飞洋老师为该文的通讯作者,俞婧仪、孟庆娜、陈永霞为共同第一作者。