微生物對(duì)大家來(lái)說(shuō)并不陌生，我們無(wú)時(shí)無(wú)刻不在和微生物打交道，我們身體里也有無(wú)數(shù)的微生物群落，動(dòng)態(tài)平衡的菌群有益于人體健康，但失衡的微生物菌群對(duì)人體是有危害的。一些微生物組通過(guò)誘導(dǎo)癌性上皮細(xì)胞和慢性炎癥促進(jìn)癌發(fā)生、癌癥進(jìn)展和調(diào)節(jié)癌癥治療。目前，關(guān)于微生物群在腫瘤發(fā)生和臨床效率中的作用大部分認(rèn)為都與腸道微生物群有關(guān)。那么你是否知道腫瘤內(nèi)也有微生物菌群呢？而且這些微生物可能是導(dǎo)致腫瘤惡變的重要推手。在過(guò)去幾年時(shí)間里，研究已經(jīng)證實(shí)癌癥組織中包含完整的細(xì)菌和真菌群落，那瘤內(nèi)微生物是為虎作倀？始作俑者？

早在100多年前，科學(xué)家們就在人類的腫瘤里檢測(cè)出了細(xì)菌。一部分人認(rèn)為，這表明細(xì)菌在腫瘤的微環(huán)境里可能具有局部的作用；另一部分人則指出，這些細(xì)菌的含量都非常低，很難確認(rèn)它們真的來(lái)自腫瘤樣本，還是來(lái)自外部的污染，它們的存在并未得到廣泛關(guān)注。直至2020年《科學(xué)》雜志上發(fā)表的一篇關(guān)于瘤內(nèi)微生物組的研究論文，敲開(kāi)了探索瘤內(nèi)微生物的大門(mén)。在這項(xiàng)研究里^[1]，科學(xué)家們做了較為全面的分析，理解人類腫瘤樣本里細(xì)菌所扮演的角色。為了減少外部污染帶來(lái)的潛在問(wèn)題，他們綜合使用了多種不同的方法，不但使用了16S rRNA的基因測(cè)序技術(shù)來(lái)尋找細(xì)菌，還輔以顯微鏡觀察和細(xì)胞培養(yǎng)，來(lái)確認(rèn)居住在腫瘤里的不同細(xì)菌。

圖1 研究人員們對(duì)7種常見(jiàn)的實(shí)體腫瘤進(jìn)行了分析

研究人員們分析了腦癌、骨癌、乳腺癌、肺癌、卵巢癌、胰腺癌、結(jié)直腸癌和黑色素瘤等常見(jiàn)的7種實(shí)體腫瘤，樣本數(shù)超過(guò)了1500份（圖1）。分析結(jié)果確認(rèn)，對(duì)于不同的腫瘤類型，細(xì)菌的種類也有所不同。研究人員們指出，不同的腫瘤有著不同的微生物組構(gòu)成（圖2）。

圖2 不同樣本組織內(nèi)的細(xì)菌種類有所不同

相比之下，乳腺癌腫瘤的微生物組更為多樣和豐富（圖3）。此外，研究人員們也在論文里提到，這些細(xì)菌還和患者的吸煙史，以及對(duì)免疫療法的反應(yīng)有相關(guān)性。

 圖3  乳腺癌樣本中觀察到的細(xì)菌（箭頭）

2023年李蘭娟院士團(tuán)隊(duì)在Cell Reports Medicine發(fā)表綜述文章^[2]，簡(jiǎn)要總結(jié)了腫瘤內(nèi)微生物現(xiàn)有的研究方法，并梳理了腫瘤內(nèi)微生物的特點(diǎn)（圖4）及其在各種腫瘤中的作用，探討針對(duì)腫瘤內(nèi)微生物的治療潛力及目前面臨的挑戰(zhàn)。

腫瘤內(nèi)微生物存在于食管癌（EC）、胰腺癌（PC）、前列腺癌（PCa）、神經(jīng)膠質(zhì)瘤、黑色素瘤、胃癌（GC）、腎細(xì)胞癌（RCC）和結(jié)直腸癌（CRC）中口腔鱗狀細(xì)胞癌（OSCC）、肝癌、卵巢癌（OC）、宮頸癌（CC）、乳腺癌（BC）和肺癌中（表1）。

圖4 不同腫瘤中瘤內(nèi)微生物群的特征

表1 不同腫瘤中瘤內(nèi)微生物群分布概況

腫瘤細(xì)胞內(nèi)微生物分布的差異為個(gè)性化治療提供了新的思路。微生物群落與腫瘤細(xì)胞的相互作用，以及它們?cè)诩膊“l(fā)展中的角色，都為開(kāi)發(fā)更有效的治療方案提供寶貴的信息。因此，了解腫瘤細(xì)胞內(nèi)微生物的分布差異，不僅有助于揭示疾病的發(fā)病機(jī)制，還能為未來(lái)的精準(zhǔn)醫(yī)療提供關(guān)鍵的參考。

結(jié)直腸癌是常見(jiàn)的惡性腫瘤，其發(fā)病率位居全部惡性腫瘤第2位，消化道惡性腫瘤第1位。早篩查、早診斷、早治療對(duì)于降低結(jié)直腸癌死亡率，改善患者預(yù)后具有重要意義。2023年Nature Medicine發(fā)表的一項(xiàng)研究^[3]，納入348名原發(fā)性癌癥患者的新鮮冷凍樣本進(jìn)行全面的基因組分析，繪制了結(jié)直腸癌腫瘤、免疫和微生物組綜合圖譜，開(kāi)發(fā)并驗(yàn)證了一種復(fù)合評(píng)分（mICRoScore），該評(píng)分可確定一組具有良好生存概率的患者，助力個(gè)性化治療。

研究人員為了檢測(cè)微生物譜和臨床結(jié)果之間的臨床相關(guān)聯(lián)系，使用16S rRNA基因測(cè)序數(shù)據(jù)來(lái)識(shí)別預(yù)測(cè)存活率的微生物組特征，比較了匹配的腫瘤和健康結(jié)腸組織之間菌群的相對(duì)豐度。在AC-ICAM246中，研究人員設(shè)置一個(gè)OS Cox回歸模型，該模型選擇了41個(gè)系數(shù)不為零的特征（與差異死亡風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)，MBR分類器）。在該訓(xùn)練隊(duì)列（ICAM246）中，低MBR評(píng)分（MBR<0，MBR低）與死亡風(fēng)險(xiǎn)顯著降低（85%）相關(guān)。研究人員在兩個(gè)獨(dú)立驗(yàn)證隊(duì)列（ICAM42和TCGA-COAD）中確認(rèn)了MBR低（風(fēng)險(xiǎn)）和延長(zhǎng)OS之間的關(guān)聯(lián)。與健康樣本相比，腫瘤中的梭桿菌顯著增加。腫瘤樣本和健康樣本的α多樣性(單個(gè)樣本中物種的多樣性和豐度)沒(méi)有顯著差異，相對(duì)于ICR-低腫瘤，在ICR-高腫瘤中觀察到適度減少的微生物多樣性。

圖5 MBR和OS之間的關(guān)聯(lián)

研究團(tuán)隊(duì)確定了一個(gè)具有較強(qiáng)預(yù)后價(jià)值的微生物組特征（MBR風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分）。雖然這一特征來(lái)自腫瘤樣本，但健康結(jié)直腸與腫瘤MBR風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分之間存在很強(qiáng)的相關(guān)性，表明該特征可能捕獲了患者的腸道微生物組組成。通過(guò)結(jié)合ICR和MBR評(píng)分，能夠識(shí)別和驗(yàn)證一種多組學(xué)生物標(biāo)志物，該標(biāo)志物可以預(yù)測(cè)結(jié)腸癌患者的生存期。該研究的多組學(xué)數(shù)據(jù)集為更好地理解結(jié)腸癌生物學(xué)提供了資源，有助于發(fā)現(xiàn)個(gè)性化的治療方法。

腫瘤內(nèi)微生物，這個(gè)曾經(jīng)被忽視的領(lǐng)域，如今正在逐漸揭開(kāi)其神秘的面紗。它們?cè)谀[瘤發(fā)生、發(fā)展過(guò)程中的作用，讓人們驚嘆不已。虎倀，意指腫瘤內(nèi)微生物于腫瘤而言是助紂為虐。然而，我們不能僅僅停留在對(duì)腫瘤內(nèi)微生物的揭示上（圖6），更需要找到解決這一問(wèn)題的方法。始作俑者，用來(lái)形容腫瘤內(nèi)微生物的起源和推動(dòng)力量。深入研究腫瘤內(nèi)微生物的起源、發(fā)展及其與腫瘤的關(guān)系，有助于我們找到預(yù)防和治療腫瘤的新途徑。在這個(gè)過(guò)程中，我們需要對(duì)腫瘤內(nèi)微生物進(jìn)行更深入的了解，揭示其在腫瘤發(fā)生、發(fā)展中的作用機(jī)制，進(jìn)而為腫瘤的治療提供新的思路。

圖6 腫瘤內(nèi)微生物群影響腫瘤生物學(xué)和免疫反應(yīng)的信號(hào)通路

展望未來(lái)，腫瘤內(nèi)微生物的研究將為腫瘤治療帶來(lái)新的希望^[4]。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，我們可以預(yù)見(jiàn)，不久的將來(lái)，腫瘤內(nèi)微生物將成為腫瘤治療的重要切入點(diǎn)。通過(guò)對(duì)腫瘤內(nèi)微生物的研究，我們可以開(kāi)發(fā)出針對(duì)性的治療方法，抑制腫瘤的生長(zhǎng)和擴(kuò)散，提高患者的生活質(zhì)量和生存率。同時(shí)，我們還應(yīng)關(guān)注微生物生態(tài)系統(tǒng)的平衡，維護(hù)人體健康，為腫瘤患者帶來(lái)福音。讓我們一起努力，揭開(kāi)腫瘤內(nèi)微生物的神秘面紗，為人類健康事業(yè)不斷前進(jìn)。

參考文獻(xiàn)

[1] Nejman D, Livyatan I, Fuks G, et al. The human tumor microbiome is composed of tumor type-specific intracellular bacteria. Science. 2020;368(6494):973-980.

[2] Xue C, Chu Q, Zheng Q, et al. Current understanding of the intratumoral microbiome in various tumors. Cell Rep Med. 2023;4(1):100884.

[3] Roelands J, Kuppen PJK, Ahmed EI, et al. An integrated tumor, immune and microbiome atlas of colon cancer. Nat Med. 2023;29(5):1273-1286.

[4] Yang L, Li A, Wang Y, Zhang Y. Intratumoral microbiota: roles in cancer initiation, development and therapeutic efficacy. Signal Transduct Target Ther. 2023;8(1):35.