麻省理工學(xué)院的癌癥生物學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一種肺部腫瘤可以用來促進(jìn)自身生存的新機(jī)制：這些腫瘤會改變肺部的細(xì)菌菌群，刺激免疫系統(tǒng)產(chǎn)生炎癥環(huán)境，進(jìn)而幫助腫瘤細(xì)胞繁殖。
研究人員發(fā)現(xiàn)，在被編程為患肺癌的小鼠中，在無菌環(huán)境中培養(yǎng)的小鼠比在正常條件下培養(yǎng)的小鼠產(chǎn)生小得多的腫瘤。此外，研究人員可以通過用抗生素治療小鼠或阻斷細(xì)菌刺激的免疫細(xì)胞來大大減少肺部腫瘤的數(shù)量和大小。
研究人員表示，研究結(jié)果為開發(fā)新的肺癌治療方法提出了幾種可能的策略。
麻省理工學(xué)院科赫綜合癌癥研究所所長、該論文資深作者Tyler Jacks表示：“這項研究直接將肺部的細(xì)菌負(fù)荷與肺癌的發(fā)展聯(lián)系起來，開辟了多種攔截和治療肺癌的潛在途徑。
科赫研究所博士后程成成金是這項研究的主要作者，這項研究發(fā)表在1月31日的《細(xì)胞》網(wǎng)絡(luò)版上。
將細(xì)菌與癌癥聯(lián)系起來
肺癌是癌癥相關(guān)死亡的主要原因，每年在全球范圍內(nèi)造成100多萬人死亡。高達(dá)70%的肺癌患者還患有肺部細(xì)菌感染的并發(fā)癥。在這項研究中，麻省理工學(xué)院的研究小組想知道在肺部發(fā)現(xiàn)的細(xì)菌種群與肺部腫瘤的發(fā)展之間是否有任何聯(lián)系。
為了探索這種潛在的關(guān)系，研究人員研究了表達(dá)癌基因Kras和缺乏腫瘤抑制基因p53的基因工程小鼠。這些老鼠通常會在幾周內(nèi)患上一種叫做腺癌的肺癌。
老鼠(和人類)的肺部通常會生長許多無害的細(xì)菌。然而，麻省理工學(xué)院的研究小組發(fā)現(xiàn)，在設(shè)計用于發(fā)展肺部腫瘤的小鼠中，肺部的細(xì)菌數(shù)量發(fā)生了巨大變化?？傮w數(shù)量顯著增加，但不同細(xì)菌種類的數(shù)量減少。研究人員不確定肺癌是如何導(dǎo)致這些變化的，但他們懷疑腫瘤可能會阻塞氣道，阻止細(xì)菌從肺部清除。
這種細(xì)菌種群的擴(kuò)張誘導(dǎo)了稱為T細(xì)胞的免疫細(xì)胞的增殖，并開始分泌稱為細(xì)胞因子的炎癥分子。這些分子，尤其是IL-17和IL-22，為腫瘤細(xì)胞創(chuàng)造了一個前瞻性的生存環(huán)境。它們還刺激釋放促炎化學(xué)物質(zhì)的另一種免疫細(xì)胞中性粒細(xì)胞的激活，進(jìn)一步增強(qiáng)腫瘤的有利環(huán)境。
“你可以把它想象成一個前饋回路，形成一個惡性循環(huán)，進(jìn)一步促進(jìn)腫瘤的生長，”金說?！罢诎l(fā)展的腫瘤劫持了肺部現(xiàn)有的免疫細(xì)胞，并通過依賴當(dāng)?shù)丶?xì)菌的機(jī)制將其利用到自己的優(yōu)勢?！?
然而，在無菌環(huán)境中出生和長大的小鼠，這種免疫反應(yīng)并沒有發(fā)生，小鼠體內(nèi)產(chǎn)生的腫瘤要小得多。
阻止腫瘤生長
研究人員發(fā)現(xiàn)，當(dāng)他們在腫瘤開始生長兩到七周后用抗生素治療小鼠時，腫瘤縮小了約50%。如果研究人員給小鼠服用阻斷T細(xì)胞或IL-17的藥物，腫瘤就會縮小。
研究人員認(rèn)為，這些藥物可能值得在人類身上進(jìn)行測試，因為當(dāng)他們分析人類肺部腫瘤時，發(fā)現(xiàn)細(xì)菌信號的變化與患癌癥的小鼠相似。人類肺部腫瘤樣本也有異常高數(shù)量的T細(xì)胞。
“如果我們能提出一種方法，選擇性地阻斷引起所有這些效應(yīng)的細(xì)菌，或者如果我們能阻斷激活T細(xì)胞或中和下游致病因子的細(xì)胞因子，這些可能會成為潛在的新途徑。肺癌的治療，”金說。
其中許多藥物已經(jīng)存在，研究人員正在測試它們的一些小鼠模型，希望最終能在人類身上進(jìn)行測試。研究人員仍在研究，以確定哪些細(xì)菌菌株在肺部腫瘤中升高，因此他們可以嘗試找到能夠選擇性殺死這些細(xì)菌的抗生素。
本研究部分經(jīng)費(fèi)來源于國防部頒發(fā)的肺癌概念獎、國家癌癥研究所癌癥中心支持(核心)支持、霍華德休斯醫(yī)學(xué)研究所和瑪格麗特a坎寧安癌癥免疫機(jī)制研究獎學(xué)金。
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