保卫癌细胞的细菌能分解化疗药物

2017 年 9 月 25 日 中国生物技术网

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或许，导致某些癌症患者化疗失败的原因是某个恶棍细菌在作祟。现在科学家们带来了好消息：一种抗生素混合物能够解决这个问题，使肿瘤可以被化疗消灭掉。这项研究已发表在近日的《science》上（点击左下角阅读原文）。

以色列魏茨曼科学研究所分子细胞生物学系的Ravid Straussman博士领导的一个研究团队发现了一种帮助癌细胞对抗治疗名为猪鼻支原体（Mycoplasma hyorhinis）的恶棍细菌。这项研究结果可以解释为什么某些本可以治好的癌症却对化疗产生抗性。

保卫癌症的细菌

研究人员称，癌症的抗药性是癌症治疗中面临的最大挑战，但是这项发现为癌症治疗带来了希望，至少是对某些具有抗药性的癌症来说，只要简单地将抗生素与化疗药物结合起来便可以治疗这些癌症。然而，该研究结果是基于动物实验的，还没有在人类癌症患者身上得到复现和确认。即使这种方法被证明有效，在它能够成为可用的治疗方法之前还需要很长的时间。

研究团队发现，如果将某些特定种类的癌细胞共同培养，则这些癌细胞会对吉西他滨（一种广泛使用的化疗药物）产生抗性，随后他们开始了这项研究。这是一个严重的问题，因为吉西他滨被用于治疗多种癌症，包括胰腺癌、肺癌、乳腺癌和膀胱癌，如果这些癌细胞对吉西他滨免疫了，那么将会给很多患者带来巨大的威胁。

他们的第一个理论是，某些癌细胞产生了一种清理药物的分子，而这也意外地保护了它们旁边的癌细胞。所以研究团队尝试滤出培养物并测试其周围的液体中是否存在这种分子。相反，他们发现，当这些培养物与液体分离之后，便失去了对药物的免疫性。研究人员使用了0.45微米的过滤器，它能够捕获细菌这样的大体积物体，而不会是化学药物。

与癌细胞（橘红色）共同生长的细菌（绿色）

总之，这表明癌细胞并没有使用化学防御方法。通过进一步的研究，研究团队发现，培养物中的某些细胞被猪鼻支原体所污染，而这种细菌可以将吉西他滨代谢为对癌细胞无害的物质。为了测试猪鼻支原体是否真的引起了细胞的抗药性，他们将可被治疗的癌细胞植入小鼠体内。某些癌细胞被细菌污染，而另一些则没有。治疗结果表明，被细菌污染的肿瘤对吉西他滨产生了抗性。

丙型变形菌纲（Gammaprotectobacteria）

最终，研究团队发现这种细菌的抗性来自于名为CDDL的基因，CDDL编码吉西他滨的代谢通路，即用于对抗吉西他滨的机制。更令人担忧的是，研究团队称，CDDL在其他细菌中也很常见。在他们最初测试的27种细菌中，有13种能够代谢吉西他滨。在对研究进行扩展之后（利用了包含2700种细菌基因的数据库），他们发现，还有数百种细菌拥有CDDL基因。其中大部分都属于丙型变形菌纲，这是一个非常庞大的细菌种类，包括大肠杆菌和沙门氏菌。

为了确定这些细菌会对人类造成多大的问题，研究人员们收集了113份通过癌症手术得到的人类胰腺癌细胞（胰腺导管腺癌），以及20份器官捐献者提供了未患癌症的健康胰腺。在113份癌细胞样本中，有86份显示出了被细菌污染的迹象（大部分是丙型变形菌纲），而20份健康样本中只有3份被污染。研究人员相信，这些细菌是通过十二指肠入侵到胰腺肿瘤中的。

胰腺癌细胞（蓝色细胞核）中的细菌（绿色）

最终，研究团队对携带CDDL基因的大肠杆菌进行了改造（与CDDL变种相反），并将其注入到患有肿瘤的小鼠体内。他们还使用荧光标记分子追踪肿瘤和细菌的情况。最终，他们使用吉西他滨与抗生素混合物或者只是吉西他滨对小鼠进行治疗。在第一种情况下，细菌消失并且肿瘤缩小。而如果只使用吉西他滨，那么肿瘤一直存在而且生长迅速。