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新发现!新方法!细菌是癌细胞的帮凶,使抗癌药失效

原创 胡迪医学 健瑞宝 / 浏览量:4413 / 发布时间:2017-12-29

患癌症,总希望抗癌药能治愈疾病。高效化疗药,针对特定肿瘤,具有高效杀死肿瘤细胞的作用,但是不幸的是,肿瘤很快对药物产生抗药性,使抗癌疗效下降或无效,这是很悲催的事情。临床上经常看到,只有少数胰腺癌、结直肠癌或膀胱癌病人,对抗癌药物产生治疗效果,而大部分癌症病人因抗药性而预后很差。


另外,还有一种临床现象,细菌感染会导致疾病,而且会影响人体对治疗的反应。


今天胡蝶主任,告诉大家特大好消息,是关乎成千上万的癌症病人化疗的问题。《科学》新发现,以色列科学家和麻省理工大学科学家合作,发现癌症产生抗药性的原因,大家可以在《科学》杂志9月15日的期刊上找到详细的内容。


Straussman博士在研究中发现,细菌生长在肿瘤组织中,出人意料之外的是,细菌居然生长在肿瘤细胞内。这个发现实在是太新了,以至于他们采用了不同的方法,证明肿瘤细胞内的确生长着细菌,于是,他们决定深入研究细菌在化疗中的作用。



细菌(绿色)在人类胰腺癌细胞(AsPC -1 细胞)内,细胞核染成蓝色,细胞质染成橘红色。 图片来自以色列魏茨曼科学研究学院


研究人员从胰腺癌病人肿块标本中分离出细菌,然后测试这些细菌是否能使胰腺癌细胞对化疗药物--吉西他滨的敏感性产生影响。实验发现,化疗药物对细菌没有任何影响,但是部分细菌让肿瘤细胞对抗癌药物失去了敏感性,这些细菌把化疗药物代谢分解了,使药物失去了活性。


进一步研究发现,细菌体内存在着一种基因,专门指导合成一种分解化疗药物的胞苷脱氨酶,名叫CDD。CDD存在两种形式,长型和短型。只有带长型CDD的细菌能够使吉西他滨失效。


研究小组检查了113份人体胰腺癌肿瘤组织标本,其中86个标本里,发现能够合成长型CDD的细菌,他们包含大肠杆菌,沙门氏菌等,而且他们的确生长在胰腺癌细胞内。他们采用多种方法,通过染色显影的方法,把生长在胰腺癌细胞内的细菌露出了庐山真面目,大家可以从插图中,一目了然。


长期以来,一直以为,肿瘤组织标本中的细菌,是污染细菌,因此从来没有考虑过这些细菌是一个大坏蛋,帮助肿瘤细胞逃避抗肿瘤药物的杀伤作用。

Straussman等人在发现胰腺癌细胞内生长着细菌之前,他们一心想知道肿瘤组织中的“健康细胞”怎么成了肿瘤细胞的帮凶,帮助他们抵御抗癌药物。他们测试了很多种人类正常的、非肿瘤细胞,研究这些细胞在肿瘤细胞对抗癌药物的敏感性中是否有影响。说来也奇怪,他们发现,一种人类正常的皮肤细胞,具有帮助胰腺癌细胞,抵抗吉西他滨的作用。他们就顺藤摸瓜继续研究下去,发现这些皮肤细胞,偶然巧合,被细菌污染了。“我们原本想把这些被污染的皮肤细胞扔了,但是,我们没有扔,我们还没有搞明白这些细菌为什么会帮助癌细胞产生抗药性,于是,我们继续对这些细菌深入研究下去.”  Straussman说,“我们后来搞明白,这些皮肤细胞感染了一种支原体的细菌,我们在细菌体内找到了长型CDD,这种长型CDD能降解吉西他滨而使之失去抗癌效果。”


研究人员共检测了267种生活在人体内的细菌,其中11%的细菌能产生长链CDD,几乎一半细菌完全不能产生CDD分解酶,剩下的只产生短型CDD,短型CDD是不能降解抗癌药物的。另外一个实验结果也佐证了细菌感染会妨碍抗癌药疗效的。



把细菌(绿色)和癌细胞(红色)混杂在一起,进行培养


在动物模型老鼠癌症肿块内,植入含有长型CDD的细菌,癌细胞就产生对吉西他滨的耐药性,肿瘤生长迅速,而给予抗生素和吉西他滨治疗组,可以逆转抗癌药的疗效,细菌消失,肿瘤萎缩,而植入剔除了CDD基因的细菌组,老鼠对抗癌药物敏感性不受影响,肿瘤也很快缩小。


在绝大数人类胰腺导管腺癌细胞中,生长着含有长型CDD的混杂细菌群,在采用吉西他滨抗癌治疗过程中,如果加用抗生素,有可能改善这个致命性癌症的疗效。


以此推测,细菌到达胰腺可能经过两个途径。胰腺分泌激素,分泌消化酶进入肠道。微生物有可能通过胰管逆行进入到胰腺体内,还有一种途径,细菌从口腔,肠道或其他器官,进入到血管内,经过血运到达胰腺,免疫系统可能某种原因被抑制了无法清除这些细菌,结果,胰腺就变成了这些细菌的“难民所”。


早先时候,有些医学研究,已经表明,细菌能影响抗癌药的疗效。在结肠癌治疗中,研究人员发现,细菌能够代谢化疗药物吉西他滨,使之失去活性,这些现象最先在γ-变形菌中发现,这些细菌依赖体内合成的长型CDD,对吉西他滨进行降解代谢。在结肠癌老鼠模型中,肿瘤体内含有长型CDD的γ-变形菌,诱导产生了对吉西他滨的耐药。通过使用抗生素,可以消除肿瘤对吉西他滨的耐药性。


Straussman认为,“我们发现癌细胞内的细菌,代谢降解了抗癌药物,使肿瘤细胞得到保护,造成临床抗癌治疗陷入困境。抗生素也许可以逆转抗癌药物的疗效。如果我们在抗癌治疗中,同时给予抗生素,能杀死细菌,增强抗癌药物的作用。如果把抗癌治疗依赖于抗生素,那是一个天真的想法,因为人体内的细菌很快就会产生对抗生素的耐药,耐药细菌非但要加重病人的感染,而且耐药细菌中能产生长型CDD细菌,让抗癌药物失去作用,看来这不是一个明知的策略。我们的解决办法,就是研究一种对策,让细菌的基因,无法表达生产长型CDD,这样就可以消除细菌介导的肿瘤细胞对抗癌药的耐药机制。”

Straussman猜测,“不单单是胰腺癌,也不单单是吉西他滨。我们从来不知道肿瘤中存在细菌,不管你知道不知道,但是细菌的确存在于肿瘤之中。这个发现意味这个领域可以深入地、更广阔地研究,可以找到更多我们现在不知道的事实,因此知道微生物也许在癌症的很多方面影响着我们,比如影响着免疫疗法,影响肿瘤干细胞,影响肿瘤转移过程等等。我的团队正在探索这些方向,但是,我们仅仅才开始。”


信息来源:Science, 2017. DOI: 10.1126/science.aah5043  (About DOIs).