Gut Microbes:来自两栖动物和爬行动物的肠道细菌在临床前模型中完全消除肿瘤

发布日期:2025-12-22
来源:生物谷
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日本北陆先端科学技术大学院大学(JAIST)的Eijiro Miyako教授研究团队发现,从日本雨蛙(Dryophytes japonicus)肠道中分离出的细菌Ewingella americana具有极强的抗癌活性。这项研究已发表于国际期刊《Gut Microbes》。



尽管近年来肠道微生物群与癌症的关系备受关注,但大多数研究集中于间接方法,如调节微生物组或粪便微生物移植。相比之下,本研究采取了截然不同的策略:分离、培养单个细菌菌株,并通过静脉直接给送以攻击肿瘤——这代表了一种创新的治疗方法。

研究团队从日本雨蛙、日本红腹蝾螈(Cynops pyrrhogaster)和日本草蜥(Takydromus tachydromoides)的肠道中分离出45株肠道细菌。通过系统筛选,其中9株显示出抗肿瘤效果,而E. americana表现出最为突出的治疗功效。

显著的治疗效果

在结直肠癌小鼠模型中,单次静脉注射E. americana实现了肿瘤完全消除,完全缓解率(CR)高达100%。这一效果显著超越了当前标准治疗,包括免疫检查点抑制剂(抗PD-L1抗体)和脂质体阿霉素(化疗药物)的疗效。

双重抗癌机制

E. americana通过两种互补机制攻击癌症:(1)直接细胞毒性作用,即作为兼性厌氧菌,E. americana选择性地聚集在缺氧的肿瘤微环境中,直接破坏癌细胞。给药后24小时内,肿瘤内细菌数量增长约3,000倍,高效攻击肿瘤组织。


(2)免疫激活效应,即细菌的存在强力刺激免疫系统,招募T细胞、B细胞和中性粒细胞至肿瘤部位。这些免疫细胞产生的促炎细胞因子(TNF-α、IFN-γ)进一步放大免疫反应,并诱导癌细胞凋亡。

肿瘤特异性聚集机制

E. americana选择性地在肿瘤组织中聚集,在正常器官中零定植。这种显著的肿瘤特异性源于多种协同机制:(1)缺氧环境:肿瘤组织特有的缺氧促进厌氧细菌增殖;(2)免疫抑制环境:癌细胞表达的CD47蛋白造成局部免疫抑制,形成允许细菌生存的生态位;(3)异常血管结构:肿瘤血管渗漏性强,便于细菌外渗;(4)代谢异常:肿瘤特异性代谢物支持细菌选择性生长

优异的安全性表现

全面的安全性评估表明,E. americana具有以下特点:快速血液清除(半衰期约1.2小时,24小时后完全检测不到);在肝脏、脾脏、肺、肾脏和心脏等正常器官中零细菌定植;仅出现短暂轻度炎症反应,72小时内恢复正常;在长达60天的延长观察中未见慢性毒性。

这项研究为利用天然细菌开发新型癌症疗法提供了概念验证。未来的研发将集中于扩展至其他癌症类型:在乳腺癌、胰腺癌、黑色素瘤等其他恶性肿瘤中验证疗效;优化给送方式:开发更安全有效的递送策略,包括分次给药和瘤内注射;联合疗法开发:探索与现有免疫疗法和化疗的协同效应

这项研究表明,尚未开发的生物多样性是新型医疗技术开发的宝库,并为难治性癌症患者提供了新的治疗选择希望。