新研究發現體內微生物群體失衡可能導致癌癥

　　盡管在癌癥的預防和治療方面取得了重大進展，但惡性腫瘤導致的死亡人數逐年穩步上升。在工業化國家，每兩三個人中就有一個人在一生中患上一種癌癥，而且這一趨勢還在上升。長期以來，某些病原體，特別是病毒和細菌，被認為是癌癥的潛在病因。三種病毒和一種細菌被認為是危險因素：人乳頭瘤病毒、人乙型和丙型肝炎病毒，以及通常在胃中發現的幽門螺桿菌。但是除了這些眾所周知的病原體外，一個健康的微生物群落，即體內微生物的整體和平衡，是否也在癌癥的發展中起作用呢？

　　基爾大學Thomas Bosch教授領導的一個研究小組以簡單的淡水水螅蟲為實驗模型，證明了在正常細菌群落的環境破壞之后，宿主有機體的組織可能會被環境中的細菌占據。與已經存在的微生物的接觸會導致細菌因子的產生，這些細菌因子會對水螅細胞結構產生破壞作用，并最終引發腫瘤的形成。研究小組近日在著名的科學期刊《PLOS Pathogens》上發表了他們的研究成果，這些成果是在基爾大學合作研究中心(CRC) 1182"超有機體的起源和功能"框架下取得的。

　　癌癥的進化起源

　　該研究小組先前對生命進化史上癌癥起源的研究發現，促使他們使用進化的方法來研究癌癥。幾年前，研究人員已經使用了淡水水螅，一種從系統發育角度來說屬于古老的多細胞生物，來證明原則上所有的多細胞動物都可以形成腫瘤。"我們相信癌癥是生命進化早期向多細胞生物過渡的產物，"基爾大學細胞與發育生物學領域的研究人員、該研究的負責人Alexander Klimovich博士強調說。"由于所有的多細胞生物也擁有一個微生物群落，并與它們的微生物共生一起進化了數百萬年，因此，假設微生物也參與了癌癥的發展是合乎邏輯的。"

　　紊亂的細菌定植觸發腫瘤形成

　　在實驗室實驗中，研究小組成員、博士生研究員Kai Rathje現在已經能夠證明，在刺胞動物中，單個細菌物種及其在微生物群落內的相互作用具有這種因果關系。Klimovich強調："如果一種來自螺旋體門的外來細菌在微生物群落中變得越來越普遍，從而破壞了細菌在其組織中定植的平衡，那么水螅就會患上癌癥。有趣的是，這些細菌只有在某些來自假單胞菌屬的其他細菌存在的情況下才會產生有害影響，而這些細菌是微生物群落正常組成的一部分。"

　　因此，在刺胞動物中，微生物之間的相互作用參與了腫瘤的形成，最初的刺激也來自于環境的影響：微生物最初從周圍的水中獲取有害的螺旋體。然而，入侵的細菌只有在水螅組織已經被環境變化的因素削弱的情況下才能成功地在宿主組織中定植。這些因素包括溫度的變化，以及由此引起的微生物定植的變化。研究人員能夠通過實驗證明，來自自然微生物群落的螺旋體和假單胞菌相互作用，從而顯著改變它們的行為。當它們相遇時，這些細菌會改變它們的運動模式，并尋求與彼此的直接接觸。結果，它們也開始表達不同的遺傳信息，從而特別激活了對宿主機體有致病作用的因子。由于這些變化，刺胞動物組織內的微生物平衡被破壞，細胞結構隨之改變，最終形成腫瘤。這些相互作用是如何在分子水平上發生的，以及哪些具體的生化機制參與了這種形式的癌癥發展，是目前正在進行的研究的主題。

圖片來源：Kiel Life Science

　　微生物與防護屏障同時存在

　　"我們的研究結果指向一個普遍原則，將擴大我們對所謂癌癥的發病機制的理解，"Thomas Bosch說道。"新研究結果顯示，癌癥的發病機制中的一個重要方面涉及微生物相互作用--只有共同存在干擾微生物中的某些細菌相互作用才會導致腫瘤查。因此，在許多情況下，可能不是單一的惡意入侵者，而是作為一個整體的身體保護屏障的微生物群的功能失調，促進癌癥的發展。"

　　這些發現提供了一個有希望的前景，因為微生物群落的保護功能可能在未來被使用--"微生物在體內的定植通常會平衡和保護有機體免受有害影響，甚至可能免受致癌影響，未來的研究將表明，微生物組維持健康屏障的能力，保護身體免受有害微生物的定植，是否也可以用于預防癌癥。"在未來，可以有針對性地干預微生物組的組成。這樣的操作可能會阻礙某些促癌細菌群落的建立，從而恢復微生物群落的健康平衡。然而，在實施這些預防措施或治療之前，需要進行更廣泛的基礎研究。