一种源自两栖动物肠道的天然细菌，通过攻击癌细胞并激活免疫系统，仅需一次治疗便彻底清除了小鼠体内的结直肠肿瘤。研究结果提示了一种极具前景的新型癌症疗法，未来有望用于治疗多种实体瘤。
与许多侧重于改变肠道菌群组成或使用粪菌移植的先前研究不同，这项研究分离了单个细菌菌株，在实验室中培养，并通过静脉注射输送以攻击肿瘤。
该团队从日本树蛙、日本红腹蝾螈和日本草蜥的肠道中收集了45个细菌菌株。经过抗癌活性筛选，有9个菌株显示出潜力。其中，美洲爱文菌（Ewingella americana）产生的效果最强。
单次治疗消除了小鼠体内的肿瘤
在结直肠癌小鼠模型中，单次静脉注射美洲爱文菌完全消除了肿瘤，实现了100%的完全缓解（CR）率。据研究人员称，该治疗优于用于对照的标准疗法，包括免疫检查点抑制剂（抗PD-L1抗体）和化疗药物脂质体阿霉素。
研究人员强调，这些发现仅限于小鼠，但他们认为这些结果为开发新的细菌癌症疗法提供了令人鼓舞的概念验证。
对癌细胞的双重攻击
该细菌似乎通过两种互补机制对抗癌症。
首先，美洲爱文菌直接攻击肿瘤。作为一种兼性厌氧菌，它既能在富氧环境中也能在贫氧环境中旺盛生长，使其能够在肿瘤内部常见的缺氧区域内繁殖。到达那里后，细菌数量在治疗后24小时内增加了约3000倍，直接破坏癌细胞。
其次，该细菌刺激免疫系统。它的存在吸引了T细胞、B细胞和中性粒细胞进入肿瘤。随后，这些免疫细胞释放了炎症信号分子，包括TNF-α和IFN-γ，从而增强了免疫反应并促进了癌细胞死亡。
细菌为何靶向肿瘤
最引人注目的发现之一是，美洲爱文菌几乎只积聚在肿瘤内部，并未在健康器官中定植。
研究人员认为，这种肿瘤特异性是多种因素共同作用的结果：
- 肿瘤内部的低氧环境促进了细菌生长。
- 癌细胞产生CD47蛋白，该蛋白抑制局部免疫活动，并创造了允许细菌生存的条件。
- 肿瘤血管异常渗漏，使得血液中循环的细菌更容易进入肿瘤组织。
- 肿瘤特异性代谢变化提供了支持细菌生长的营养物质。
这些特征共同作用，使细菌能够聚集在肿瘤所在位置，同时避开正常组织。
良好的安全性结果
研究团队还评估了该治疗的安全性。
他们发现细菌迅速从血液中被清除，半衰期约为1.2小时，并在24小时内变得无法检测。在包括肝脏、脾脏、肺、肾脏或心脏在内的健康器官中，未检测到细菌定植。
该治疗仅引起轻微的暂时性炎症，并在72小时内恢复正常。在60天的观察期内，研究人员未发现慢性毒性的证据。
扩展至其他癌症类型
该研究确立了利用天然细菌进行癌症治疗的概念验证。未来的研究将探讨该方法是否可应用于其他实体瘤，包括乳腺癌、胰腺癌和黑色素瘤。
团队还计划通过剂量分割和直接注射到肿瘤内等方法来优化治疗方案。研究人员还将调查美洲爱文菌与现有化疗或免疫疗法联合使用是否效果更佳。
这些发现还强调了探索生物多样性作为未来医疗手段来源的潜在价值，为难治性癌症患者提供了新治疗选择的可能性。
术语表
- 兼性厌氧菌： 能够在富氧和缺氧环境中生长的细菌，使其能够在肿瘤内部常见的低氧条件下选择性繁殖。
- 完全缓解（CR）： 治疗后可检测肿瘤完全消失。
- 免疫检查点抑制剂： 能够消除癌细胞用于抑制免疫系统的信号的药物，使T细胞能更有效地攻击肿瘤。
- CD47： 细胞表面的一种蛋白，向免疫系统发送“别吃我”的信号。许多癌细胞产生大量CD47以逃避免疫攻击。
该研究得到了日本学术振兴会（JSPS）科研费科学研究助成（A）（资助编号：23H00551）、JSPS科研费挑战性研究（开拓）（资助编号：22K18440）、JSPS形成日本顶尖研究大学计划（J-PEAKS）（资助编号：JPJS00420230006）、日本科学技术振兴机构（JST）共创创业生态系统计划（资助编号：JPMJSF2318）以及JST SPRING（资助编号：JPMJSP2102）的支持。