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Science综述:微生物与癌症

2021-04-15 06:16:19梅斯医学
核心提示:整合以宿主为中心和以微生物为中心的癌症观点可能会改善患者的预后,同时提供对癌症宿主-微生物进化的细微差别的理解。

将癌症和微生物联系起来的历史记载最早可以追溯到4000年前。在传染病的细菌理论建立后,微生物对癌症影响的临床研究始于1868年,当时William Busch报道了化脓性链球菌感染患者的自发肿瘤消退。在接下来的一个世纪里,糟糕的重复性、错误的微生物学声明和严重的毒性导致许多人低估了细菌在致癌和癌症治疗中的作用。然而,这些研究提供了癌症免疫疗法的第一个粗略演示。与此同时,在1911年发现劳斯肉瘤病毒的推动下,癌症的病毒理论蓬勃发展。劳斯肉瘤病毒使鸡的良性组织转变为恶性肿瘤。长达数十年的寻找每一种人类癌症背后的病毒的努力最终都以失败告终,许多癌症都与体细胞突变有关。现在,该领域遇到了一些耐人寻味的说法,称包括细菌和真菌在内的微生物在癌症和癌症治疗中的重要性。Gregory D. Sepich-Poore等Science发表综述。

这篇综述从现代癌症生物学和免疫学的角度对这一证据进行了批判性的评估,通过检查提出的机制、诊断和调控策略的进展来描述微生物在癌症中的作用。


很少有微生物直接导致癌症,但许多微生物似乎参与了癌症的生长,通常通过宿主的免疫系统起作用;相反,有几种微生物具有免疫刺激特性。肠道微生物-免疫系统相互作用的机制分析表明,通过调节初级和次级淋巴组织的活动,对抗肿瘤免疫有很强的作用。这些途径中的许多都调用Toll样受体启动的细胞因子信号,但微生物代谢效应和与癌细胞的抗原模拟也很重要。在临床前模型中,微生物代谢物还调节肿瘤体细胞突变的表型,并调节免疫检查点抑制剂的疗效。

新的证据表明,肿瘤内细菌存在并活跃,免疫组织化学、免疫荧光、电子显微镜和测序数据在大约10种癌症中重叠。初步研究进一步表明真菌和噬菌体会导致胃肠道癌症。然而,与癌细胞相比,肿瘤内微生物细胞的丰度较低,对其功能谱系和效力的了解仍然有限。需要在不同的队列和治疗环境中进一步验证它们的流行率和影响。

宿主微生物区系的免疫调节作用重振了改变其组成作为免疫疗法的一种形式的努力。尽管有广泛的临床前证据,但将微生物区系调节方法转化为人类尚未实现商业化治疗。合成生物学方法也正在获得吸引力,工程细菌癌症疗法正在临床前和临床试验环境中。

更好地了解微生物在癌症中的作用为改善癌症护理周期的每个阶段提供了机会,但主要挑战依然存在。在肿瘤、粪便和血液样本中通过黄金标准的污染控制来确定与癌症相关的微生物区系的共同努力将极大地帮助这一进展。这将类似于癌症基因组图谱在描述癌症体细胞突变图景方面的作用。大规模的临床试验目前正在测试微生物区系调节方法的有效性,范围从改变饮食到瘤内注射工程菌。这些细菌癌症疗法,如果安全有效,可能会极大地扩大癌症治疗的范围。

总之,整合以宿主为中心和以微生物为中心的癌症观点可能会改善患者的预后,同时提供对癌症宿主-微生物进化的细微差别的理解。

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