灣區(qū)時訊（編輯/劉秀 通訊員/馮春）北京時間3月4日，一項發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊《細(xì)胞》的最新研究有望給癌癥治療帶來全新希望：科學(xué)家們成功破解了腫瘤與細(xì)菌之間的“對話”機(jī)制,，首次揭示了細(xì)菌抗腫瘤的關(guān)鍵原理,，為利用細(xì)菌治療惡性實體瘤提供了全新的思路。

團(tuán)隊交流科研進(jìn)展

該項研究由中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院研究員,、定量合成生物學(xué)全國重點實驗室主任劉陳立牽頭,，聯(lián)合中國科學(xué)院上海營養(yǎng)與健康研究所肖意傳研究員團(tuán)隊完成。

該研究也是繼2024年劉陳立與趙國屏在《自然綜述：生物工程》上首次闡釋“定量合成生物學(xué)”研究范式和學(xué)科內(nèi)涵之后,，定量合成生物學(xué)在生物醫(yī)藥領(lǐng)域的生動示范。

深圳先進(jìn)院前博士后常志廣,、郭旋,，研究員李雪飛、博士后臧中盛,，上海營養(yǎng)與健康所王艷博士是文章共同第一作者,。劉陳立研究員和肖意傳研究員為文章共同通訊作者。

細(xì)菌療法的百年突破

雖然早在150多年前,，就有科學(xué)家用細(xì)菌來治療實體瘤,。然而，由于細(xì)菌療法缺乏安全性和穩(wěn)定療效,，其如曇花一現(xiàn)般匿跡在歷史中,，鮮有問津。

近年來,，合成生物學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展讓細(xì)菌療法重新煥發(fā)生機(jī),。盡管越來越多的“細(xì)菌制劑”被報道，但尚未有成功走向臨床的案例,，究其原因是細(xì)菌療法仍存在幾個關(guān)鍵問題未能解決：“細(xì)菌怎么逃避先天免疫系統(tǒng)的攻擊,？” “細(xì)菌如何激發(fā)抗腫瘤免疫？”“如何確保細(xì)菌療法的安全性？”等等,。

“與傳統(tǒng)藥物不同,，細(xì)菌是活的，細(xì)菌能在腫瘤中存活,，說明它們能逃避免疫系統(tǒng)的攻擊,；同時，細(xì)菌又能抑制腫瘤生長,，這表明它們還能激活抗腫瘤的免疫反應(yīng)”,，劉陳立研究員解釋道。

“這種看似矛盾的現(xiàn)象,，正是因為我們對細(xì)菌與腫瘤之間的‘對話’機(jī)制還不了解,。弄清楚這種‘對話’機(jī)制對于設(shè)計出更安全有效的治療方案很重要。”

為此,，2017年起,，劉陳立團(tuán)隊開始將定量合成生物學(xué)的研究思路應(yīng)用于細(xì)菌治療腫瘤的研究中。研究團(tuán)隊歷時8年,，成功揭示了腫瘤與細(xì)菌之間的“對話機(jī)制”,。這項研究不僅填補(bǔ)了細(xì)菌治療腫瘤領(lǐng)域的理論空白，還為未來的癌癥治療提供了全新的策略,。

破解細(xì)菌與腫瘤的“秘密對話”

這項研究始于劉陳立團(tuán)隊對細(xì)菌治療腫瘤的早期觀察,。他們通過構(gòu)建一種特殊的合成菌株，發(fā)現(xiàn)合成細(xì)菌在結(jié)腸癌,、黑色素瘤,、膀胱癌等多種疾病動物模型上具有優(yōu)異的治療效果，展現(xiàn)了其治療腫瘤潛在的靶向性和廣譜性,。

那么,，細(xì)菌究竟是如何抑制腫瘤的？又是如何不被機(jī)體的免疫系統(tǒng)當(dāng)作“敵人”消滅,？細(xì)菌與腫瘤之間到底“說了什么”,？

研究人員發(fā)現(xiàn)，細(xì)菌通過一種叫做白介素-10的信號分子與腫瘤內(nèi)的免疫細(xì)胞進(jìn)行“對話”,，讓腫瘤內(nèi)的巨噬細(xì)胞產(chǎn)生更多的白介素-10,，向細(xì)菌的天敵——中性粒細(xì)胞施了“定身術(shù)”，使其無法運動,，從而讓細(xì)菌躲過免疫細(xì)胞的“追捕”,。

與此同時，細(xì)菌為了自身生存所激發(fā)出的白介素-10信號分子,，碰巧“喚醒”了腫瘤內(nèi)的“沉睡士兵”CD8⁺ T細(xì)胞,，使它們重新武裝起來,，對腫瘤發(fā)起猛烈攻擊。正是這種“歪打正著”的機(jī)制讓細(xì)菌既躲過了“被殺”,，又攻擊了腫瘤,。

那么，細(xì)菌治療腫瘤怎么保證安全性,？

劉陳立團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)免疫細(xì)胞中存在一種“遲滯效應(yīng)”機(jī)制,，這種機(jī)制使腫瘤組織中的白介素-10受體水平高，正常組織中的白介素-10受體水平低,。通過采集分析27種不同癌癥患者的臨床樣本,，團(tuán)隊驗證了這一機(jī)制。這種差異性使細(xì)菌只能在瘤內(nèi)躲避抗菌免疫細(xì)胞的追殺,，并在正常組織器官中被有效清除,，從而保證了細(xì)菌治療的安全性。

“造物致知”,，癌癥治療有望邁入“精準(zhǔn)時代”

研究人員將該療法在多種動物模型中進(jìn)行驗證,，結(jié)果顯示，這種合成生物改造的細(xì)菌能夠顯著抑制多種腫瘤的生長,、復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移,。

這項研究的突破性意義在于，研究團(tuán)隊首次揭示了細(xì)菌抗腫瘤的關(guān)鍵機(jī)制,，為利用合成生物技術(shù)精準(zhǔn)改造細(xì)菌提供了理論指導(dǎo),。該研究標(biāo)志著細(xì)菌療法從“以毒攻毒”邁向了“精準(zhǔn)調(diào)控”的新時代。

“通過合成生物實驗和定量數(shù)學(xué)模型的結(jié)合,，我們精確地模擬了細(xì)菌在腫瘤內(nèi)的行為,，從而設(shè)計出更高效的療法，這就像發(fā)現(xiàn)了合成生物系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)的‘神秘對話’,，使科學(xué)家能夠重新編程合成生物系統(tǒng)，為癌癥治療打開全新思路,。”研究團(tuán)隊表示,。

劉陳立（左一）牽頭團(tuán)隊首次揭示細(xì)菌抗腫瘤關(guān)鍵原理

目前該項研究正在向臨床試驗推進(jìn)。未來,，醫(yī)生通過檢測患者腫瘤組織中白介素-10受體的表達(dá)水平,，可精準(zhǔn)篩選出適合接受細(xì)菌治療的患者，為制定個性化治療方案提供科學(xué)依據(jù),。同時,，工程化改造的抗瘤菌也可以作為智能遞送載體，實現(xiàn)治療藥物的精準(zhǔn)釋放,。這種創(chuàng)新模式,，成功突破了傳統(tǒng)給藥系統(tǒng)的局限性,，有望為惡性腫瘤治療開辟新路徑。

論文鏈接：

https://www.cell.com/cell/abstract/S0092-8674(25)00158-8

責(zé)任編輯/劉秀