孙学军
一种两栖动物肠道菌有卓越的抗癌特性 精选
2026-4-15 05:53
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一种两栖动物肠道菌有卓越的抗癌特性

科学家们发现一种从两栖动物肠道中分离出的天然细菌,或许具有卓越的抗癌特性。

一种源自青蛙肠道菌群的细菌,可通过选择性定植于肿瘤部位,同时触发直接杀伤癌细胞与免疫介导的抗癌双重反应,从而消除小鼠体内的肿瘤。

由日本北陆先端科学技术大学院大学(JAIST)宫下英尋教授带领的研究团队,发现了一种具备显著抗癌潜力的细菌。这种名为美洲欧文菌(Ewingella americana)的微生物,是从日本树蛙(Dryophytes japonicus)的肠道中分离得到的。实验室检测表明,该细菌能强效抑制肿瘤生长,这一研究成果已发表在国际期刊《肠道微生物》(Gut Microbes)上。

过去十年间,学界对肠道微生物与癌症关联的研究兴趣急剧攀升。多数研究均采用间接干预策略,例如通过饮食、益生菌或粪菌移植调节肠道菌群。而这项新研究另辟蹊径:研究人员并未调整整体菌群结构,而是分离出单一菌株并在实验室培养,再将其直接注入血液,以实现靶向肿瘤的目的。

为筛选出具有潜力的菌株,研究团队从多种两栖动物和爬行动物体内采集微生物样本,分别从日本树蛙、日本红腹蝾螈(Cynops pyrrhogaster)和日本草蜥(Takydromus tachydromoides)的肠道中分离出45株细菌,并逐一检测其抗癌活性。其中9株表现出可检测的抑瘤效果,而美洲欧文菌的治疗效果最为突出。

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抗癌效果与肿瘤应答

抗癌效果:美洲欧文菌与传统疗法对比

肿瘤应答:单次静脉注射美洲欧文菌(200微升,浓度5×10⁹菌落形成单位/毫升);多柔比星或抗PD-L1抗体给药4次(200微升,每次剂量2.5毫克/千克);磷酸盐缓冲液(PBS)作为对照组。

数据:平均值±标准误(样本量n=5);,p<0.0001(双侧Student t检验)

卓越的治疗效果

在结直肠癌小鼠模型实验中,研究人员通过单次静脉注射美洲欧文菌后,观察到了惊人的效果:该疗法使所有实验小鼠的肿瘤完全消除,完全缓解率(CR)达到100%。这一疗效远超临床成熟的抗癌疗法,包括免疫检查点抑制剂(抗PD-L1抗体)与化疗药物脂质体多柔比星。

单剂细菌即可清除小鼠肿瘤

进一步分析显示,美洲欧文菌通过两种协同的生物学作用抑制肿瘤生长:

1. 直接细胞毒性作用

作为兼性厌氧菌,美洲欧文菌会优先聚集在低氧的肿瘤微环境中,直接损伤癌细胞。给药后24小时内,肿瘤内的细菌数量激增约3000倍,使其能高效攻击肿瘤组织。

2. 免疫激活作用

该细菌还能触发强烈的免疫应答,招募T细胞、B细胞和中性粒细胞浸润肿瘤部位;这些免疫细胞释放肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、干扰素-γ(IFN-γ)等促炎细胞因子,增强免疫活性并诱导癌细胞凋亡。

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 肿瘤特异性富集机制

美洲欧文菌对肿瘤组织具有极强的靶向性,仅在癌变区域富集,而在健康器官中无分布。这种高度选择性的肿瘤靶向能力,由多种生物学因素共同驱动:

美洲欧文菌抗癌作用机制

- 低氧肿瘤微环境:肿瘤组织普遍存在缺氧区域,这种厌氧环境为该细菌提供了理想的生长条件,使其在肿瘤内的增殖效率远高于健康组织。

- 局部免疫抑制:多数癌细胞会表达CD47蛋白以逃避免疫监视,由此形成的肿瘤免疫抑制微环境,也利于细菌在该区域存活定植。

- 肿瘤血管渗漏:滋养肿瘤的血管结构紊乱、通透性异常增高,循环中的细菌更易穿出血管进入肿瘤组织。

- 独特的肿瘤代谢:癌细胞会产生区别于正常组织的特异性代谢产物,这类肿瘤相关代谢物可支持美洲欧文菌在肿瘤内的选择性生长。

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 优异的安全性

全面的安全性检测证实,美洲欧文菌具备多项良好的安全特性:

- 从血液中清除速度快(半衰期约1.2小时,24小时后完全检测不到)

- 在肝、脾、肺、肾、心脏等正常器官中均未检测到细菌定植

- 仅引发短暂的轻度炎症反应,72小时内即可恢复正常

- 60天长期观察期内未出现任何长期毒性迹象

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未来研究方向

该研究为利用天然细菌开发新型癌症治疗策略提供了概念验证,后续研究与开发将聚焦以下核心方向:

- 拓展适用癌种:在乳腺癌、胰腺癌、黑色素瘤等恶性肿瘤中验证疗效

- 优化给药方式:研发更安全高效的给药策略,包括剂量分次给药与瘤内注射

- 探索联合疗法:研究该疗法与现有免疫治疗、化疗的联用效果

 

该发现也凸显了生物多样性在医疗新技术开发中尚未被充分挖掘的潜力。这类研究成果未来有望为现有疗法疗效不佳的癌症患者,提供全新的治疗选择。

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