在本次深度探讨中,王利杰向我们展示了一个颠覆性的癌症治疗新方向:利用一种名为美洲尤因氏菌的普通细菌,实现对结直肠癌的完全清除。这项由日本先进科学技术大学院大学宫子荣二郎教授团队主导的研究,于2025年底发表在国际顶尖学术期刊《Gut Microbes》上,其成果令人震惊:在小鼠实验中,单次注射美洲尤因氏菌,肿瘤100%完全消失,且无传统化疗的严重副作用。
文章开篇便抛出了一个引人深思的问题:我们如何才能说服身体自己打败癌症?并随即引出了美洲尤因氏菌这一“特洛伊木马”,它并非高科技纳米机器人或天价抗体药物,而是源自日本树蛙肠道的一种普通细菌。这种细菌的神奇之处在于,它能精准定位并清除癌细胞,且小鼠在治疗后活蹦乱跳,没有出现任何不良反应。
作者强调,这项发现预示着癌症治疗可能从“化学毒杀”时代迈入“生物智能”时代。传统的化疗就像用机关枪扫射老鼠,敌我不分,在杀死癌细胞的同时也严重损害健康细胞。而免疫疗法,如PD-1/PD-L1抑制剂,虽然听起来智能,但对于85%的“冷肿瘤”(如结直肠癌),由于肿瘤周围缺乏T细胞,免疫激活的效果大打折扣。
宫子教授团队的灵感来源于“Peto悖论”和两栖动物的抗癌能力。Peto悖论指出,体型越大、细胞数量越多的动物,患癌几率理论上应更高,但大象患癌率反而低于人类。而青蛙、蝾螈等两栖动物,虽生活在恶劣环境、细胞分裂频繁,却极少患癌。科学家们大胆假设,除了自身基因组,与其共生的微生物可能在其中扮演了关键角色,这些微生物为了自身生存,可能进化出了识别并清除宿主“坏细胞”(癌细胞)的能力。正是循着这一思路,研究团队从两栖动物体内分离并筛选了数十种细菌菌株,最终锁定了美洲尤因氏菌。
美洲尤因氏菌是一种普通的革兰氏阴性兼性厌氧菌,广泛存在于自然界中,对健康人基本无害,甚至对普通抗生素敏感。在医学界,它曾是一个“透明人”,偶尔在免疫力极差的病人身上引起轻微感染。然而,就是这样一种“平平无奇”的细菌,在宫子教授的实验室中展现出了惊人的抗癌能力。
美洲尤因氏菌之所以能精准打击癌细胞,在于其“精准导航系统”和“双重打击机制”:
1. **精准导航**:当细菌被注射入体内后,免疫系统会清除大部分血液中的细菌,但剩余的细菌会精准地奔向肿瘤。实验显示,静脉注射24小时内,血液中细菌几乎消失,但肿瘤内部细菌数量却暴增3000多倍,而肝、脾、肺等正常器官则未检测到其踪迹。这种精准性利用了肿瘤微环境的三个独特信号:
* **缺氧环境**:癌细胞生长迅速,血管供氧不足,肿瘤内部严重缺氧。美洲尤因氏菌是兼性厌氧菌,在低氧环境下能高效繁殖,而在富氧的正常组织中则受到限制。
* **EPR效应**:癌细胞血管壁破损,存在大量小孔。美洲尤因氏菌体型小,能轻易通过这些漏洞进入肿瘤深处,而正常组织的血管严密,细菌无法进入。
* **CD47“别吃我”信号**:癌细胞高表达CD47蛋白,欺骗巨噬细胞,使其认为癌细胞是“自己人”而不攻击。然而,美洲尤因氏菌却利用了这一机制。在肿瘤内部,由于CD47信号泛滥,巨噬细胞对癌细胞和进入肿瘤的细菌都“视而不见”,从而为细菌提供了完美的庇护所,使其得以在肿瘤内大量定植和繁殖。
2. **双重打击**:
* **直接杀伤**:美洲尤因氏菌会分泌大量细胞溶素和外毒素,直接作用于癌细胞膜,导致癌细胞破裂死亡。体外实验显示,其杀伤效率远高于其他候选细菌。
* **免疫激活**:这是最关键的一步。细菌在肿瘤内的大肆破坏会释放出病原相关分子模式(PAMPs),点燃肿瘤微环境的免疫风暴。原本“佛系”的免疫细胞,如T细胞和中性粒细胞,被迅速动员起来,涌入肿瘤内部。尤其是CD8+细胞毒性T细胞,能够直接杀死癌细胞。这种机制将“免疫冷肿瘤”活生生地加热成“免疫热肿瘤”,解决了结直肠癌缺乏T细胞的难题。被激活的免疫细胞会释放促炎因子,形成正反馈循环,最终清除肿瘤。
更令人振奋的是,这种免疫激活还具有记忆性。被治愈的小鼠在重新注射癌细胞后,对癌细胞完全免疫,表明细菌治疗不仅清除了现有肿瘤,还在体内建立了长期的免疫记忆,有效预防复发。
与传统化疗和PD-L1抗体免疫疗法相比,美洲尤因氏菌的疗效是碾压式的。在对比实验中,传统疗法均未能完全清除肿瘤,而美洲尤因氏菌单次注射即实现100%完全缓解,且60天观察期内无一复发。
在安全性方面,美洲尤因氏菌也表现出色。注射后血液半衰期仅1.2小时,24小时后血液中完全检测不到,说明免疫系统能高效清除。它不会在肝、脾等正常器官积累,只在肿瘤处“安家”。它仅引起短暂轻微炎症反应,所有生化指标三天内恢复正常,长期观察小鼠体重正常,器官无损伤。这种“来之即战,战之即胜,胜之即退”的特性,使其拥有极高的治疗指数。
与其他溶瘤细菌(如基因改造沙门氏菌)相比,美洲尤因氏菌的优势在于其“野生型”身份。它未经任何基因改造,天然对健康哺乳动物组织致病性弱,但一旦进入肿瘤微环境,却能爆发出百分之百的杀伤力。这解决了溶瘤细菌“毒力与安全悖论”的困境,实现了无需基因改造、安全可靠且效果卓著的平衡。
此外,与昂贵的PD-1/PD-L1抗体相比,活体细菌的生产成本远低于抗体,一旦成功,将成为一种普惠性的、价格低廉的全球癌症治疗方案,实现“生命平权”。
这项研究不仅提供了一种潜在新药,更验证了“生物多样性是天然药库”的宏大理念。它提醒我们,除了实验室合成,自然界中那些不易患癌的动物(如鲸鱼、乌龟、裸鼹鼠)体内,可能隐藏着对抗绝症的“密码”。保护生物多样性,即是保护人类未来的药箱。
当然,从小鼠实验到人体应用的“死亡之谷”仍需跨越。这包括:
1. **物种差异**:小鼠对细菌内毒素的耐受性远高于人类,需在对内毒素敏感的大动物(如猪、猴)身上进行严格毒理学评估,以确定对人安全有效的剂量。
2. **生产和质控**:活体细菌药品的规模化生产需保证其活性、纯度及基因稳定性,防止培养过程中变异。
3. **监管路径**:FDA等监管机构对天然、非基因改造细菌的评估标准,以及生物安全性评价体系的建立。
文章还提出了一个有趣的联合治疗潜力:美洲尤因氏菌与抗CD47抗体联用可能带来的协同或拮抗效应,这需要进一步深入研究。
宫子教授团队的研究为肿瘤免疫治疗开辟了全新方向,其科学数据扎实可信。如果能成功跨越临床转化鸿沟,它将为全球结直肠癌患者带来革命性、低成本、高效且低副作用的疗法。王利杰呼吁大家密切关注这项研究的后续进展,因为每一个小小的进展,都可能意味着人类离最终战胜癌症更近一步。
王利杰在节目最后强调,希望大家持续关注生命科学和癌症治疗的最新动态,共同见证医学的突破。
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