您的腸道微生物可以阻礙您的癌症治療嗎?

小腸中的腸道微生物對身體和心理健康至關重要。 作者:Kateryna Kon / shutterstock.com

一些癌症患者的便便能否成為治療所有人的某些癌症的關鍵?

癌症與大便有什麼關係? 在過去幾年中,包括我們在內的世界各地的研究人員已經意識到癌症患者的腸道細菌 - 我們稱之為腸道微生物組 - 可能是改善患者癌症治療的關鍵。 具體如何發生這種情況尚不清楚,但可能與腸道細菌增強我們的天然免疫反應的能力有關。

腸道微生物組包括住在胃腸道中的整個微生物集合。 但 最近的研究 表明腸道中的微生物可能不是閒置的旁觀者。 相反,它們可能對幫助患者應對稱為“免疫檢查點抑製劑”的新藥物起到關鍵作用,這些新藥物可幫助免疫細胞識別腫瘤細胞並對其進行攻擊 我作為專門研究黑色素瘤的腫瘤學家的目標是開發治療晚期癌症的新方法,特別是在癌症未能對這些其他強效免疫療法做出反應的患者中。 為此,我們決定調查某些類型的微生物是否可以提高免疫檢查點抑製劑的功效並設計出獨特的 臨床試驗,以測試腸道微生物組是否影響這些藥物在黑色素瘤患者中的療效.

腸道微生物組和癌症免疫療法

醫學界已經知道很長一段時間,雖然免疫系統能夠“看到”癌細胞,但它往往無法摧毀它們。 這是因為癌症可以“隱藏”免疫細胞,從而逃避通常由免疫系統產生的天然抗癌反應。 癌症過量產生蛋白質,如PD-L1,它們在表面展示以逃避免疫監視。 癌細胞使用PD-L1蛋白基本上使免疫細胞陷入沉睡。


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PD-1和PD-L1抑製劑阻斷PD-L1對癌細胞和體內免疫細胞PD-1受體之間的相互作用。 這使得免疫系統能夠識別並殺死這些流氓癌細胞。

這些研究結果是全球科學家數十年艱苦工作的結果,包括 Tasuku Honjo 在日本和 詹姆斯艾利森 隨著 阿琳夏普和戈登弗里曼 在美國。 他們的工作讓科學家們開發了一種藥物,如所謂的PD-1和CTLA-4抑製劑,幫助身體的自然免疫系統將癌症識別為外國實體,並在此過程中釋放出一股 T細胞 識別並殺死癌細胞。

這些革命性的代理人已將一些晚期癌症轉變為慢性病; 在黑素瘤中,PD-1抑製劑產生持久的反應 30-40患者百分比。 然而,這些藥物在其他60-70百分比的黑色素瘤患者中無效 多種原因包括在腸道中沒有合適的微生物 - 這種情況被稱為“腸道生態失調症”。

一個人腸道中的細菌究竟是如何影響免疫系統的? 事實證明,這很複雜。 “腸道微生物組”包含大約100萬億個微生物細胞,其數量超過體內所有人體細胞,並形成影響宿主生理,營養,代謝和免疫功能的生態系統。 由幾個知名團體工作,包括 古斯塔夫 魯西研究所是, 大學 芝加哥是, MD安德森癌症中心得克薩斯大學達拉斯分校 表明沒有正確的錯誤可能解釋了為什麼PD-1抑製劑至少在某些患者中不起作用。

腸道微生物組和癌症免疫療法

您的腸道微生物可以阻礙您的癌症治療嗎?這個例子顯示了居住在腸道並組成“腸道微生物組”的數千種物種中的四種。 作者:Kateryna Kon / shutterstock.com

分析腸道細菌是一項艱苦的工作。 在所有已發表的研究中,研究人員在PD-1免疫治療前後獲得了癌症患者的糞便標本。 他們對細菌的基因組進行了測序,以確定其身份。 然後,他們使用各種計算技術來計算各種糞便樣本中的確切種類,並確定響應者(其腫瘤縮小)和無應答患者之間細菌種類的相對多樣性和豐度。 幾個 研究 探討了將人類應答患者的糞便物質給予攜帶腫瘤的小鼠的效果,並證明小鼠腫瘤消退 - 這表明大便中的某些元素促進了癌症的治療。

當我們看到這些數據時,我們想知道來自反應者的微生物的管理 - 通過糞便移植 - 是否可以通過糾正腸道中微生物的平衡來減少腫瘤,就像在荷瘤小鼠中一樣。 我們特別好奇這種方法是否可用於治療對抗PD-1免疫療法無反應的患者。 雖然包括我們在內的各個群體研究了癌症患者的糞便樣本,但與應答患者相關的細菌種類因研究而異。 這可能是由於這些樣品的收集和分析方法存在技術差異; 但它也強調了分析單個細菌物種或一組細菌是否負責介導這些影響所固有的困難。

但要弄清楚造成這種影響的確切細菌(或細菌群)可能需要很長時間。 人體腸道中含有10-100萬億個細菌 - 遠遠超過人體細菌 美國債務上限 從2018開始。 一次嘗試一個物種可能需要幾十年的時間。 相反,我們決定使用來自癌症患者排泄物的“細菌雞尾酒”,這些患者在PD-1治療方面做得非常好。

這種方法借鑒了微生物世界的見解,特別是功能對身份的重要性:意味著特定微生物或微生物集合的作用對其身份更為重要。

首次人體試驗

在我們的第一次人體試驗中,我們正在從抗PD-1免疫治療後癌症反應非常好的患者中收集腸道微生物組。 使用它,我們生成糞便微生物組移植 - “FMT”,或簡單地“移植便便”。

我們選擇癌症對抗PD-1免疫療法無反應的患者。 在對他們的腫瘤進行活組織檢查後,患者然後通過結腸鏡檢查以及稱為pembrolizumab的PD-1抑製劑藥物接受這種“便便移植”。 糞便移植之後是pembrolizumab的幾種治療,之後評估患者的反應。 響應患者繼續接受藥物完成兩年的治療。

我們分離的細菌與某些飲食元素之間的聯繫使我們也在本研究和接受免疫治療的患者中監測飲食投入。

糞便移植在治療潛在致命性方面非常有效 難辨梭狀芽孢桿菌 感染。 研究表明,腸道生態失調可能成為其他疾病的基礎,已經在其他疾病中產生了大量的糞便移植研究。 發炎的 疾病肥胖移植物抗宿主病,甚至在 患有胃腸道疾病的自閉症患者.

然而,除了我們的研究,只有 另一項在以色列Sheba醫療中心的研究 正在測試這種治療晚期癌症的方法。

談話我們不知道操縱微生物組是否可以治療晚期黑色素瘤。 然而,我們希望我們的研究工作能夠推進接受免疫治療的癌症患者微生物組的科學,並揭示癌症,癌症免疫治療和腸道微生物組之間的新聯繫,包括可能影響它的因素,如飲食和運動。 你的便便可能對這項工作至關重要 - 所以考慮向我們捐贈樣品。

關於作者

Diwakar Davar,醫學助理教授, 美國匹茲堡大學

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