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癌細(xì)胞是細(xì)菌的安樂(lè)窩。這個(gè)結(jié)論來(lái)自于對(duì)1000多個(gè)不同人類癌癥的腫瘤樣本的嚴(yán)格研究。
這項(xiàng)由魏茨曼科學(xué)研究所(Weizmann Institute of Science)領(lǐng)導(dǎo)的研究發(fā)現(xiàn)，從大腦到骨骼再到乳腺癌，所有癌癥類型的細(xì)胞中都存在著細(xì)菌，甚至還發(fā)現(xiàn)了每種癌癥中都存在著獨(dú)特的細(xì)菌種群。
研究表明，了解癌細(xì)胞和它的"微型微生物組"之間的關(guān)系可能有助于預(yù)測(cè)某些治療的潛在有效性，或者可能為今后操縱這些細(xì)菌以增強(qiáng)抗癌治療的作用指明方向。這項(xiàng)研究的結(jié)果發(fā)表在Science雜志上。
幾年前，該研究所分子細(xì)胞生物學(xué)系的Ravid Straussman博士發(fā)現(xiàn)了潛伏在人類胰腺腫瘤細(xì)胞內(nèi)的細(xì)菌；這些細(xì)菌被證明可以通過(guò)"消化"和滅活這些藥物來(lái)保護(hù)癌細(xì)胞免受化療藥物的侵襲。
當(dāng)其他研究也在腫瘤細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)細(xì)菌時(shí)，Straussman和他的團(tuán)隊(duì)?wèi)岩蛇@樣的宿主是否可能是一種規(guī)則，而不是例外。
為了找到答案，Straussman課題組的Deborah Nejman和Ilana Livyatan博士以及復(fù)雜系統(tǒng)物理部門(mén)的Garold Fuks博士與世界各地的腫瘤學(xué)家和研究人員一起工作。這項(xiàng)工作也由以色列開(kāi)放大學(xué)數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)系的Noam Shental博士領(lǐng)導(dǎo)。
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最終，該小組進(jìn)行了一項(xiàng)詳細(xì)的研究，以高分辨率描述這些癌癥中的細(xì)菌--包括大腦、骨骼、乳房、肺、卵巢、胰腺、結(jié)腸直腸和黑色素瘤。他們發(fā)現(xiàn)，從大腦到骨骼的每一種癌癥都有細(xì)菌，不同的癌癥類型有不同的細(xì)菌種類。
然而，乳腺癌的細(xì)菌數(shù)量和多樣性最高。研究小組證明，與正常乳腺腫瘤周圍的組織相比，在乳腺腫瘤中可以發(fā)現(xiàn)更多的細(xì)菌，而且一些細(xì)菌優(yōu)先在腫瘤組織中發(fā)現(xiàn)，而不是在腫瘤周圍的正常組織中。
為了得到這些結(jié)果，團(tuán)隊(duì)必須克服幾個(gè)挑戰(zhàn)。首先，腫瘤樣本中的細(xì)菌數(shù)量相對(duì)較小，研究人員必須找到方法來(lái)集中研究這些細(xì)胞內(nèi)的微小細(xì)胞。他們還必須消除任何可能的外部污染。為此，他們使用了數(shù)百個(gè)陰性對(duì)照，并創(chuàng)建了一系列的計(jì)算過(guò)濾器，以清除任何可能來(lái)自腫瘤樣本外部的細(xì)菌的蹤跡。
該團(tuán)隊(duì)能夠直接從人類乳腺腫瘤中培養(yǎng)細(xì)菌，他們的結(jié)果證明，在這些腫瘤中發(fā)現(xiàn)的細(xì)菌是活的。這些細(xì)菌的電子顯微鏡顯示，它們更喜歡在癌細(xì)胞內(nèi)的特定位置--靠近細(xì)胞核。
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不同的細(xì)胞有不同的細(xì)菌
研究小組還報(bào)告說(shuō)，細(xì)菌不僅存在于癌細(xì)胞中，還存在于腫瘤內(nèi)的免疫細(xì)胞中。
Straussman說(shuō)："這些細(xì)菌中的一些可能會(huì)增強(qiáng)抗癌免疫反應(yīng)，而另一些可能會(huì)抑制這種反應(yīng)--這一發(fā)現(xiàn)可能與了解某些免疫療法的有效性特別相關(guān)。"事實(shí)上，當(dāng)研究小組比較了來(lái)自黑素瘤樣本組的細(xì)菌后，他們發(fā)現(xiàn)對(duì)免疫治療有反應(yīng)和反應(yīng)較差的黑素瘤中有不同的細(xì)菌富集。
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Straussman認(rèn)為，這項(xiàng)研究還可以解釋為什么有些細(xì)菌喜歡癌細(xì)胞，以及為什么每種癌癥都有自己的典型微生物群：差異顯然歸結(jié)于在每種腫瘤細(xì)胞環(huán)境中提供的環(huán)境。
也就是說(shuō)，細(xì)菌可能依靠某些代謝產(chǎn)物生存，這些代謝產(chǎn)物是由特定的腫瘤產(chǎn)生的或儲(chǔ)存在特定的腫瘤中。例如，當(dāng)研究小組將吸煙者肺腫瘤中發(fā)現(xiàn)的細(xì)菌與從未吸過(guò)煙的病人的細(xì)菌進(jìn)行比較時(shí)，他們發(fā)現(xiàn)了差異。
當(dāng)研究人員比較這兩組細(xì)菌的基因時(shí)，這些差異更加明顯：吸煙者肺癌細(xì)胞中的基因有更多的基因來(lái)代謝尼古丁、甲苯、苯酚和其他在香煙煙霧中發(fā)現(xiàn)的化學(xué)物質(zhì)。
除了顯示一些最常見(jiàn)的癌細(xì)胞中獨(dú)特的細(xì)菌種群外，研究人員認(rèn)為，他們所開(kāi)發(fā)的方法可以用來(lái)回答一些關(guān)于這些細(xì)菌扮演的角色的關(guān)鍵問(wèn)題：
是細(xì)菌吃癌細(xì)胞的盈余代謝物，還是為細(xì)胞提供一個(gè)服務(wù)？
它們?cè)谑裁措A段定居？
它們?nèi)绾未龠M(jìn)或阻礙癌癥的生長(zhǎng)？
它們對(duì)各種抗癌治療的反應(yīng)有什么影響？
"腫瘤是一種復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)，除了癌細(xì)胞、免疫細(xì)胞、基質(zhì)細(xì)胞、血管、神經(jīng)和其它成分外，所有這些都是我們所說(shuō)的腫瘤微環(huán)境的組成部分。我們的研究，以及其他實(shí)驗(yàn)室的研究，清楚地表明，細(xì)菌也是腫瘤微環(huán)境的一個(gè)組成部分。"Straussman說(shuō)："我們希望，通過(guò)找出它們?nèi)绾?strong>確切地適應(yīng)一般的腫瘤生態(tài)，我們可以找出治療癌癥的新方法。"
參考資料：
Deborah Nejman et al. The human tumor microbiome is composed of tumor type-specific intracellular bacteria.Science 29 May 2020：Vol. 368， Issue 6494， pp. 973-980 DOI：10.1126/science.aay9189
Cells inside cells：the bacteria that live in cancer cells
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值班丨王麗娜
統(tǒng)籌丨王嘉譯
編輯丨劉廣輝
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