世界衛(wèi)生組織數(shù)據(jù)顯示，在2020年全球新發(fā)癌癥中，乳腺癌成為全球第一大癌，我國乳腺癌發(fā)病率也在逐年攀升。作為女性最常見的惡性腫瘤之一，影響乳腺癌進(jìn)展的因素十分復(fù)雜且尚未明晰，科學(xué)家們一直致力於尋找導(dǎo)致乳腺癌惡化的驅(qū)動力，希望能找到對應(yīng)的解決辦法。

西湖大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院蔡尚團(tuán)隊4月7日在《細(xì)胞》（Cell）在線發(fā)表最新研究論文，在世界范圍內(nèi)首次証實乳腺癌組織中存在的多種獨(dú)特胞內(nèi)菌，在腫瘤轉(zhuǎn)移定植過程中至關(guān)重要。這一理念是對傳統(tǒng)腫瘤轉(zhuǎn)移理論的重大突破，為深入理解腫瘤轉(zhuǎn)移及臨床治療乳腺癌提供了全新的思路。

找到未被証實的“對手”

傳統(tǒng)觀念認(rèn)為，因為免疫系統(tǒng)的存在，人體絕大多數(shù)組織器官（除腸道、口腔、皮膚外）內(nèi)部處於無菌狀態(tài)，腫瘤組織亦然。

但在2020年前后，以色列及美國科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)，細(xì)菌也是癌癥本身的組成部分，它存在於結(jié)直腸癌以外更廣泛的癌癥類型中，例如胰腺癌、肺癌、乳腺癌等。這類細(xì)菌絕大多數(shù)存在於細(xì)胞質(zhì)內(nèi)，稱之為胞內(nèi)菌。

科學(xué)家們猜測，正是因為胞內(nèi)菌位於腫瘤細(xì)胞內(nèi)，所以才躲過人體免疫系統(tǒng)的攻擊，存活下來。

那麼，胞內(nèi)菌在腫瘤發(fā)生、發(fā)展的過程中扮演著什麼樣的角色？是可有可無的旁觀者，還是推動腫瘤進(jìn)展的參與者？

之前研究認(rèn)為，腸道菌群可以通過調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)，或通過產(chǎn)生的代謝物間接調(diào)控癌癥的進(jìn)展，但至今沒有証據(jù)表明腫瘤細(xì)菌能直接參與癌癥的發(fā)生發(fā)展。尤其是在腫瘤中檢測到的細(xì)菌很少，讓人更加懷疑，這麼低生物量的腫瘤微生物，能否對腫瘤進(jìn)展產(chǎn)生重大影響。

蔡尚本科畢業(yè)於北大，博士畢業(yè)於印第安納大學(xué)，曾在斯坦福大學(xué)干細(xì)胞與再生醫(yī)學(xué)研究所工作7年，一直專注於乳腺癌研究。“最初的想法來自我在斯坦福做博士后時的一次探討：什麼基因在影響乳腺癌腫瘤的發(fā)展。構(gòu)建誘導(dǎo)敲除基因的小鼠模型時，我意外地發(fā)現(xiàn)不需要敲除這個基因，隻需要加入誘導(dǎo)劑（一種抗生素），腫瘤的轉(zhuǎn)移就會受到影響。我覺得很不可理解?！?/p>

2016年，在實驗過程中，抗生素又一次引起了蔡尚的關(guān)注。他敏銳地意識到，腫瘤的轉(zhuǎn)移可能與抗生素殺傷細(xì)菌的能力有關(guān)。他當(dāng)時便大膽假設(shè)：腫瘤裡很可能存在細(xì)菌。

“當(dāng)時看來，這個假設(shè)有點(diǎn)‘瘋狂’。但科學(xué)家總要有點(diǎn)‘探險’精神。”2017年，剛剛回國加入西湖大學(xué)的蔡尚，立即對這一問題啟動了專項研究。基於經(jīng)典的小鼠自發(fā)乳腺癌模型，蔡尚帶領(lǐng)研究團(tuán)隊構(gòu)建了嚴(yán)格的腫瘤菌群研究體系，探索腫瘤微生物在腫瘤進(jìn)展中的作用。

彼時，胞內(nèi)菌還是一個未被証實的猜想，他們的首要任務(wù)是找到“對手”。回頭看當(dāng)時的選擇，蔡尚仍心有余悸：“這個課題風(fēng)險很大，充滿未知，當(dāng)我決定啟動研究的時候，連腫瘤菌群是否真的存在都極具爭議?！?/p>

胞內(nèi)菌可以促進(jìn)腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)移

胞內(nèi)菌在腫瘤細(xì)胞內(nèi)的含量很低，研究團(tuán)隊不斷改良檢測和染色方法，提高了靈敏度、信噪比和準(zhǔn)確性，終於觀察到小鼠腫瘤裡的細(xì)菌定位，並通過高分辨率的電鏡清晰地看到了細(xì)菌存在於細(xì)胞質(zhì)內(nèi)。

探索這些細(xì)菌的功能成為蔡尚團(tuán)隊的工作重點(diǎn)。

一個簡單的思路是：清除這些細(xì)菌，看看腫瘤會發(fā)生什麼變化。常規(guī)的清除方法是使用抗生素。但如何確?？股仉b定向清除腫瘤細(xì)菌？

無經(jīng)驗可循，團(tuán)隊成員從研究體系到實驗方法，從老鼠模型的培育傳代、更新?lián)Q代到抗生素使用方法的改良，一切從零起步，從頭構(gòu)建，不斷優(yōu)化抗生素的處理方法，調(diào)整抗生素組合種類和注射方式的搭配，最終實現(xiàn)“定向”清除腫瘤菌群的目的。

結(jié)果顯示，清除腫瘤菌群之后，腫瘤重量並沒有受到影響，但肺轉(zhuǎn)移顯著下降。這表明，腫瘤菌群很可能影響的不是腫瘤的生長，而是轉(zhuǎn)移過程。

基於此發(fā)現(xiàn)，研究團(tuán)隊提出假設(shè)：腫瘤組織中的胞內(nèi)菌會和腫瘤細(xì)胞一起遷移到達(dá)遠(yuǎn)端器官並影響轉(zhuǎn)移。也就是說，腫瘤裡的細(xì)菌會跟著腫瘤細(xì)胞一起跑到身體的其他部分。

為了驗証這個假設(shè)，蔡尚團(tuán)隊對原位腫瘤、肉眼可見的肺轉(zhuǎn)移灶、含有微小轉(zhuǎn)移灶的肺組織以及正常的肺和乳腺組織進(jìn)行細(xì)菌16S測序。分析結(jié)果顯示，早期肺轉(zhuǎn)移的細(xì)菌可能仍帶有原位腫瘤的菌群特征，而隨著腫瘤的生長、擴(kuò)散，漸漸開始受肺部微環(huán)境的影響。

再通過分離並染色循環(huán)腫瘤細(xì)胞，研究團(tuán)隊看到循環(huán)腫瘤細(xì)胞能帶著胞內(nèi)菌“跑到”遠(yuǎn)端器官﹔而回輸這些胞內(nèi)菌到腫瘤細(xì)胞內(nèi)，可以看到腫瘤細(xì)胞在人體內(nèi)“跑動過程中的生存能力更強(qiáng)”，甚至那些不容易轉(zhuǎn)移的乳腺癌，在輸入胞內(nèi)菌以后，也開始轉(zhuǎn)移。

這有力地証明了胞內(nèi)菌可以促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移。

為臨床控制腫瘤轉(zhuǎn)移提供全新視角

那為什麼胞內(nèi)菌可以促進(jìn)腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)移呢？蔡尚解釋說，在轉(zhuǎn)移過程中，癌癥細(xì)胞沒有我們想象中那麼“威力無邊”，血管裡的血壓（液流壓力）會對它造成損傷。但他們發(fā)現(xiàn)，胞內(nèi)菌入侵腫瘤細(xì)胞后，會通過特定的信號通路（RhoA-ROCK）重塑細(xì)胞骨架，幫助腫瘤細(xì)胞抵抗血管裡的壓力，避免轉(zhuǎn)移過程中受到損傷。

這就完美解釋了為什麼擁有胞內(nèi)菌的腫瘤細(xì)胞擁有更強(qiáng)的能力跑到遠(yuǎn)端器官。

最后，研究團(tuán)隊從小鼠回歸到人體，收集了配對的乳腺癌病人的腫瘤組織、癌旁組織和淋巴結(jié)組織，用qPCR結(jié)合16S測序定量和定性地分析各自菌群的組成。結(jié)果顯示，小鼠乳腺癌組織和人乳腺癌組織具有相同的微生物譜和動態(tài)變化，這表明，人乳腺癌菌群可能在人癌癥發(fā)生和進(jìn)展中起著相似的作用。

歷時近5年，從猜想、假設(shè)到一步步証實，蔡尚團(tuán)隊的研究鑒定了腫瘤微環(huán)境中長期被忽視的新成分，揭示了影響腫瘤轉(zhuǎn)移的新因素，開拓了腫瘤研究的新方向，為臨床控制腫瘤轉(zhuǎn)移提供了全新的視角。

“這一領(lǐng)域剛剛興起，還存在眾多未解之謎，抗生素的臨床使用也充滿了復(fù)雜性，如何利用這一發(fā)現(xiàn)指導(dǎo)臨床治療仍是一個復(fù)雜而迫切的科學(xué)問題，需要更多科研工作者去做大量基礎(chǔ)而扎實的工作?！痹诓躺锌磥恚@項成果只是在乳腺癌研究領(lǐng)域打開了一扇小窗，至於窗外的風(fēng)景如何，希望有更多后來者一起眺望。

（本報記者 晉浩天 本報通訊員 張 弛）

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