世界卫生组织数据显示 , 在2020年全球新发癌症中 , 乳腺癌成为全球第一大癌 , 我国乳腺癌发病率也在逐年攀升 。 作为女性最常见的恶性肿瘤之一 , 影响乳腺癌进展的因素十分复杂且尚未明晰 , 科学家们一直致力于寻找导致乳腺癌恶化的驱动力 , 希望能找到对应的解决办法 。
西湖大学生命科学学院蔡尚团队4月7日在《细胞》(Cell)在线发表最新研究论文 , 在世界范围内首次证实乳腺癌组织中存在的多种独特胞内菌 , 在肿瘤转移定植过程中至关重要 。 这一理念是对传统肿瘤转移理论的重大突破 , 为深入理解肿瘤转移及临床治疗乳腺癌提供了全新的思路 。
找到未被证实的“对手”
传统观念认为 , 因为免疫系统的存在 , 人体绝大多数组织器官(除肠道、口腔、皮肤外)内部处于无菌状态 , 肿瘤组织亦然 。
但在2020年前后 , 以色列及美国科学家研究发现 , 细菌也是癌症本身的组成部分 , 它存在于结直肠癌以外更广泛的癌症类型中 , 例如胰腺癌、肺癌、乳腺癌等 。 这类细菌绝大多数存在于细胞质内 , 称之为胞内菌 。
科学家们猜测 , 正是因为胞内菌位于肿瘤细胞内 , 所以才躲过人体免疫系统的攻击 , 存活下来 。
那么 , 胞内菌在肿瘤发生、发展的过程中扮演着什么样的角色?是可有可无的旁观者 , 还是推动肿瘤进展的参与者?
之前研究认为 , 肠道菌群可以通过调节免疫系统 , 或通过产生的代谢物间接调控癌症的进展 , 但至今没有证据表明肿瘤细菌能直接参与癌症的发生发展 。 尤其是在肿瘤中检测到的细菌很少 , 让人更加怀疑 , 这么低生物量的肿瘤微生物 , 能否对肿瘤进展产生重大影响 。
蔡尚本科毕业于北大 , 博士毕业于印第安纳大学 , 曾在斯坦福大学干细胞与再生医学研究所工作7年 , 一直专注于乳腺癌研究 。 “最初的想法来自我在斯坦福做博士后时的一次探讨:什么基因在影响乳腺癌肿瘤的发展 。 构建诱导敲除基因的小鼠模型时 , 我意外地发现不需要敲除这个基因 , 只需要加入诱导剂(一种抗生素) , 肿瘤的转移就会受到影响 。 我觉得很不可理解 。 ”
2016年 , 在实验过程中 , 抗生素又一次引起了蔡尚的关注 。 他敏锐地意识到 , 肿瘤的转移可能与抗生素杀伤细菌的能力有关 。 他当时便大胆假设:肿瘤里很可能存在细菌 。
“当时看来 , 这个假设有点‘疯狂’ 。 但科学家总要有点‘探险’精神 。 ”2017年 , 刚刚回国加入西湖大学的蔡尚 , 立即对这一问题启动了专项研究 。 基于经典的小鼠自发乳腺癌模型 , 蔡尚带领研究团队构建了严格的肿瘤菌群研究体系 , 探索肿瘤微生物在肿瘤进展中的作用 。
彼时 , 胞内菌还是一个未被证实的猜想 , 他们的首要任务是找到“对手” 。 回头看当时的选择 , 蔡尚仍心有余悸:“这个课题风险很大 , 充满未知 , 当我决定启动研究的时候 , 连肿瘤菌群是否真的存在都极具争议 。 ”
胞内菌可以促进肿瘤细胞转移
胞内菌在肿瘤细胞内的含量很低 , 研究团队不断改良检测和染色方法 , 提高了灵敏度、信噪比和准确性 , 终于观察到小鼠肿瘤里的细菌定位 , 并通过高分辨率的电镜清晰地看到了细菌存在于细胞质内 。
【团队|首次证实细菌可促使乳腺癌转移】探索这些细菌的功能成为蔡尚团队的工作重点 。
一个简单的思路是:清除这些细菌 , 看看肿瘤会发生什么变化 。 常规的清除方法是使用抗生素 。 但如何确保抗生素只定向清除肿瘤细菌?
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