意外发现!Science揭示:胰腺癌中存在细菌,负责“消化”抗癌药物
2017/09/19
细菌影响化疗效果?来自于Weizmann科学研究所、Broad研究所等科研机构的科学家们证实,胰腺癌组织中存在某一种表达特定酶类的细菌。得益于这些酶,细菌能够“消化”化疗药物,从而影响治疗效果,导致肿瘤细胞对药物产生耐药性。


微生物不仅仅与疾病的发生、发展有关,它还会影响癌症治疗的效果!

最新一篇发表在《Science》期刊的文章揭示:胰腺癌中存在一类特殊的细菌,这些细菌会表达一种酶,用于“消化”化疗药物,从而折损抗癌的疗效。

来自于Weizmann科学研究所分子细胞生物学系的Ravid Straussman教授团队与Broad研究所的Todd Golub博士和Michal Barzily-Rokini博士等研究小组合作完成这一研究,他们以患癌小鼠为模型,展示了在化疗的基础之上添加抗生素治疗会增加抗癌效果的可行性。


Ravid Straussman 教授带领团队致力于肿瘤微环境和微生物研究

肿瘤内部确实存在细菌

Straussman教授和团队首先利用不同的方法证明肿瘤内部确实存在细菌。随后,他们找到这些细菌影响化疗的关键。

研究团队检测了超100例胰腺癌患者,使用多种方法观察人体胰腺肿瘤内的细菌,从而排除实验室操作过程的细菌污染问题。

奇妙的是,正是早期的细菌污染导致Straussman团队开启了这项研究。他和团队一直在寻找“肿瘤微环境中的正常细胞有助于抵抗化疗”的。但是,在检测这些正常、非癌变的人类细胞针对“癌细胞对化疗敏感性”的影响时,他们发现,一个特殊的人类皮肤细胞样本会让癌细胞对吉西他滨(gemcitabine)产生抗药性。

顺着这条线继续研究下去,研究人员在这些皮肤细胞内发现了潜伏的细菌。这些细菌不仅仅存在于肿瘤组织中,甚至于出现在肿瘤细胞内部。而且,这些细菌会降解化疗药物。但是,这是为什么呢?


人类胰腺癌细胞(细胞核为蓝色,细胞质为橙色)中存在细菌(绿色)(图片来源:Weizmann科学研究所)

细菌会“消化”化疗药物,或许抗生素治疗应该跟上

他们以胰腺癌患者的肿瘤作为样本,从中分离出细菌,并检测它们影响胰腺癌细胞对化疗药物吉西那滨敏感性的细节。

他们发现,这些细菌会“消化”化疗药物,使其失效。他们找到了控制这一过程的细菌基因——胞苷脱氨酶(CDD)基因。他们证实,CDD有两种形式(一长一短)。仅仅只有携带长版CDD基因的细菌会抑制化疗药物的效果。而化疗药物对细菌却没有明显影响。

他们以患癌小鼠为模型,其中一组小鼠携带长CDD基因,而另一组小鼠该基因被敲除。结果表明,只有携带CDD基因的小鼠才会对抗癌药物表现出耐药性。而且,结合抗生素治疗之后,耐药性问题会减缓,化疗药物会再次展现出药效。

参考资料:

Scientists find bacteria in pancreatic tumors that metabolize a common drug

How Bacteria Hinder Chemotherapy

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  • Potential role of intratumor bacteria in mediating tumor resistance to the chemotherapeutic drug gemcitabine

    Growing evidence suggests that microbes can influence the efficacy of cancer therapies. By studying colon cancer models, we found that bacteria can metabolize the chemotherapeutic drug gemcitabine (2′,2′-difluorodeoxycytidine) into its inactive form, 2′,2′-difluorodeoxyuridine. Metabolism was dependent on the expression of a long isoform of the bacterial enzyme cytidine deaminase (CDDL), seen primarily in Gammaproteobacteria. In a colon cancer mouse model, gemcitabine resistance was induced by intratumor Gammaproteobacteria, dependent on bacterial CDDL expression, and abrogated by cotreatment with the antibiotic ciprofloxacin. Gemcitabine is commonly used to treat pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC), and we hypothesized that intratumor bacteria might contribute to drug resistance of these tumors. Consistent with this possibility, we found that of the 113 human PDACs that were tested, 86 (76%) were positive for bacteria, mainly Gammaproteobacteria.

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