海洋细菌对结肠癌显示出强大的治疗作用

海洋细菌对结肠癌显示出强大的治疗作用

概括

日本先端科学技术研究院（JAIST）先端科学技术研究生院宫子英二郎教授领导的研究小组发现了这种海洋细菌狭光杆菌对结肠癌显示出显着的治疗效果。

研究人员通过筛选几种海洋细菌菌株发现了这一点狭叶杨在其天然的、未经处理的形式下，它选择性地积聚在肿瘤组织中，并诱导直接肿瘤溶解和强烈的免疫激活。在小鼠模型中静脉注射狭叶杨显示出高度的肿瘤趋向性，除肝脏外的重要器官的定植最少，未观察到血液学异常或组织学毒性。

除此之外，狭叶杨该疗法促进了免疫细胞（包括T细胞、B细胞和中性粒细胞）的瘤内浸润，并增加了肿瘤坏死因子-α（TNF-α）和干扰素-γ（IFN-γ）等炎性细胞因子的产生。该细菌还通过天然外毒素的产生表现出内在的溶瘤活性，并直接破坏癌细胞。这些联合机制显着延长了接受治疗的小鼠的生存期，在某些情况下实现了完全缓解。

这项研究代表着朝着开发更安全、生物相容性更好、不依赖转基因生物（GMO）的癌症免疫疗法迈出了关键一步。

该研究已被接受发表于癌症免疫治疗杂志，癌症免疫治疗领域的领先国际期刊。

背景

癌症仍然是全世界死亡的主要原因之一。虽然免疫检查点抑制剂和CAR-T细胞疗法等革命性免疫疗法已经被开发出来，但它们面临着成本高、免疫相关不良事件、实体瘤疗效有限以及肿瘤微环境内的免疫抑制机制等挑战。

细菌癌症治疗的研究已经有一个多世纪了，最近的研究表明，某些细菌种类可以在缺氧和免疫抑制的肿瘤环境中选择性地定植和增殖。然而，迄今为止大多数研究都集中在基因改造上大肠杆菌或者鼠伤寒沙门氏菌引起生物安全、复杂制造工艺和严格监管要求担忧的菌株。

这项研究的重点是天然存在的非转基因海洋细菌，以研究它们治疗癌症的潜力。

研究成果

1. 海洋细菌的筛选

研究小组评估了几种海洋细菌菌株的抗肿瘤活性，包括狭叶杨,磷磷虾,海藻,洛吉和印度青霉在结肠癌小鼠模型中。仅有的狭叶杨表现出显着的抗肿瘤作用和延长生存期。其他菌株因其高毒性而在给药两天内导致死亡。

2. 优异的安全性能

小鼠接受治疗狭叶杨未显示体重减轻或血液学异常。全血细胞计数、生化分析和组织学检查未发现毒性迹象。与有毒菌株相比，炎症细胞因子的增加明显较低，并且细菌在 24 小时内从重要器官（肝脏除外）中被清除。

3.肿瘤选择性高

静脉注射狭叶杨选择性地积聚在肿瘤组织中并形成丰富的集落。相比之下，在心脏、肺、肾和脾等健康器官中观察到极少的定植。

4.双重抗肿瘤机制

的抗肿瘤作用狭叶杨由两种机制介导：

• Direkte Tumorlyse: Natürliche Exotoxine (einschließlich Hämolysine), die vom Bakterium produziert werden, zerstören Krebszellen direkt
• Aktivierung des Immunsystems: Fördert die intratumorale Infiltration von T-Zellen, B-Zellen und Neutrophilen und steigert die Produktion von entzündlichen Zytokinen wie TNF-α und IFN-γ

5、持久的免疫记忆

当无肿瘤小鼠在第一次治疗 120 天后再次接受癌细胞治疗时，所有小鼠都完全抑制了继发性肿瘤的生长。这表明狭叶杨该疗法可诱导强烈且持久的免疫抗肿瘤记忆。

6、适用性广

狭叶杨不仅在炎症相关的结直肠癌模型中，而且在耐药三阴性乳腺癌（TNBC）模型中也表现出显着的抗肿瘤作用。这表明其在结直肠癌之外的潜在应用。

前景

这项研究表明，天然存在的、未经加工的细菌可以作为安全有效的癌症免疫疗法。未来的研究将集中于验证不同癌症类型、评估免疫检查点抑制剂的联合效应以及长期免疫记忆的详细分析。

进一步阐明潜在的分子机制狭叶杨肿瘤选择性定植和免疫激活将有助于开发更有效的治疗方法。

这些结果代表了一种不依赖转基因生物的生物相容性细菌疗法的新治疗范式，并为未来的临床转化提供了潜力。

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