Nature深度好文:癌症免疫疗法“新燃料 微生物群! 2017-03-23Chen生物探索 生物探索编者按 近日,发表在 Nature Reviews cancer杂志上的一篇综述文章再次将微 生物群与癌症治疗联系起来。作者们回顾了微生物群调节化疗、放疗以 及免疫治疗的重要研究进展。他们认为,在癌症和其它疾病中靶向微生 物群可能会成为精准医疗和个性化医疗的下一个前沿方向之 3月17日,美国N|H的两位科学家在 Nature reviews cancer杂志上在线发 表了一篇题为“ Microbiota: a key orchestrator of cancer therapy的 综述文章。作者们回顾了微生物群调节化疗、放疗以及免疫治疗的重要研 究进展,讨论了参与癌症治疗调节的微生物种类、作用机制,以及通过靶 向微生物群提高抗癌功效的可能性。 微生物群由共生细菌和生活在宿主上皮屏障上的其它微生物组成,影响着 大量的生理功能,包括维持屏障的内稳态,调节新陈代谢、造血作用、炎 症、免疫力等。微生物群也参与了癌症的发生、进展和转移。近期,不断 积累的硏究表明,微生物群,尤其是肠道微生物群能够调节机体对癌症疗
法的响应以及对毒副作用的敏感性。 1引言 微生物群的构成由宿主遗传学、出生方式、生活方式、发病率以及抗生素 使用等因素决定。人类微生物群是细菌和其它微生物(古生菌、真菌、原 生动物、各类病毒)的集合。这些微生物群对宿主的健康和生存非常重 要。无菌动物的很多生理系统在功能上是不成熟的,包括先天免疫;它们 极易被病原体感染。局部微生物群影响着它们的“居住地”—上皮屏障 的功能,调节着上皮屏障的免疫力。除此之外,微生物群还能产生系统性 的影响(图1)
Local effecte of Systemic effects of gastrointestinal microbiota gastrointestinal microbiota e Translocation of bacteria or bacterial products and toxins Metabolites(e. g. small and dium chain fatty acie choline derivatives, secondary bile acids, vitamins, hormones and nutrients) Innate and adaptive immune ell migrati Cy Endocrine(cortisol and neural (vagus and enteric nervous system) pathw Nutrient absorption Metabolism 可· Synthesis of vitamins Neurological, behavioural and cognitive Metabolism of bile and functions 8器 Cardiovascular and musculoskeletal functions e9. Fermentation of carbohydrates. Haematopoiesis and myeloid cell functions Morphogenesis s Circadian rhythm Barrier strengthening Mucosal immunity Inflammation and immunity H. Inflammatory bowel disease Obesity, insulin resistance and type ll diabetes 88. Gastritis and gastric ulcers Cardiovascular diseases Autoimmunity CNS, eye and joints Non-alcoholic steatohepatitis Gout Stomach cancer(Helicobacter MALT, ocular and skin lymphoma pylori) Thymic lymphoma s. Colorectal carcinoma(Escherichia.Hepatocellular carcinoma 3 and enterotoxigenic Bacteroides.Pancreatic cancer fragilis Prostate cancer Gallbladder carcinoma coma (Salmonella enterica Typhi) Ovarian cancer Cancer therapy gastrointestinal.Cancer chemotherapy, immunotherapy oxIcIty and radiotherapy efficacy Cancer therapy toxicity Graft-versus-host disease Figure 1 Local and systemic effects of the gastrointestinal microbiota 图1(来源: Nature Reviews cancer) 2正文 该文章正文部分,作者们主要通过以下三个模块,讨论了微生物群作为癌 症疗法调节剂的大量研究进展。 1#化疗与微生物群( Chemotherapy and microbiota) 大多数形式的化疗是通过靶向癌细胞中DNA的完整性以及细胞分裂发挥抗
肿瘤活性。这种疗法不是特异性的,它的使用往往伴随着严重的毒性。该 部分内容中,作者们从药物代谢(图2)、疗效、毒性3方面总结了微生物 群对化疗的影响。 图2(来源: Nature reviews Cancer) 2#放疗与微生物群( Radiotherapy and microbiota) 该部分内容主要从响应和毒性(图4)两方面,分析了微生物群对放疗的影 响 3#免疫疗法与微生物群( Immunotherapy and microbiota) 最近,兔疫疗法在多种癌症中表现出了其治疗潜力。在部分转移性黑色素 瘤和肺癌患者中,这类疗法首次获得了持久的完全响应。然而,目前,癌 症免疫疗法的疗效在不同的患者以及不同的癌症类型中存在着很大差异 近阶段,一些新的硏究表明,肠道微生物群具有调节免疫疗法响应的潜 能,这为通过靶向微生物群来改善免疫疗法的疗效带来了可能。 在这部分内容中,作者们介绍了微生物群对过继T细胞转移疗法、免疫检查 点抑制剂等免疫疗法的影响。以下小编摘取部分内容
图4(来源: Nature Reviews cancer) 过继T细胞转移疗法 第一篇关于肠道微生物调节免疫疗法抗癌作用的论文于2007年发表在The Journal of Clinical Investigation杂志上(论文题目: Microbial translocation augments the function of adoptively transferred self/ tumor- specific CD8+ T cells via tlr4 signaling)。研究人员观察 到,全身放疗诱导肠道微生物群移动到肠系膜淋巴结中后,转移T细胞在肿 瘤中的增殖以及它们的抗肿瘤活性增强了。硏究还证实,微生物群“易 位”的发生与TLR4信号有关(图4) 免疫检查点抑制剂 最近,有两项硏究报道了肠道微生物群对抗αTLA-4和抗PD-L1疗法的调节 作用。2015年,发表在 Science杂志上题为“ Commensal Bifidobacterium promotes antitumor immunity and facilitates anti- PD-L1 efficacy"的硏究证明,共生的双歧杆菌促进了抗肿瘤免疫力以及 抗PD-L1疗法的疗效。另一项硏究也于2015年发表在 Science杂志上(论 文题目: Anticancer immunotherapy by CtLa4 blockade relies on