经过几十年的挫折，科学家们终于能够有效地利用免疫系统来对抗肿瘤，并成功治愈了肾癌和黑色素瘤。尽管存在一些失败的案例，但可以说免疫治疗的时代已经开启。同样，人类微生物组的重要性也逐渐被揭示，尤其是它们训练和调节人类免疫系统的能力。
如今，“免疫疗法”和“肠道微生物”迎头相撞，擦出了令科学家们兴奋的火花。两组科学家研究发现，肠道微生物（至少在老鼠体内）显著影响免疫系统对抗癌症的能力：这些微生物影响个体对癌症的自然免疫能力以及对免疫治疗药物的应答；某些种类的细菌能有效驾驭个体的抗肿瘤免疫力，这些结果为开发更有效的癌症药物提供了新思路。
免疫疗法和肠道微生物结合，抗癌效果更佳
2013年，有两组科学家表明，三种癌症药物可以调动免疫系统来杀死肿瘤细胞，但这只发生在拥有正常肠道微生物的生物体内。这三种药物通过释放T细胞（一类免疫细胞，可寻找并摧毁包括癌症在内的潜在威胁）来起作用，T细胞通常被其表面的检查点蛋白（checkpoint proteins）所抑制。通过抑制这些检查点，药物（如ipilimumab）可以移除T细胞的“刹车”，并释放大量细胞因子，从而破坏肿瘤中的T细胞。
但如果没有正常的肠道菌群，这似乎不可能发生。Gustave-Roussy癌症研究所的Laurence Zitvogel研究团队试图探究检查点抑制剂药物是否有同样的效果。当研究人员让实验老鼠服用抗生素以破坏肠道原始微生物时，ipilimumab药物失去了功效，无法调动正常的T细胞功能，也无法控制啮齿动物的肿瘤。同样，这种药物在无菌的啮齿动物身上也无效。Zitvogel在利物浦举行的NCRI癌症会议上说：“在无肠道菌群的生物体内，ipilimumab不会产生任何功效。”
然而，有些细菌的作用比其他细菌更显著。研究人员发现，两种特殊的细菌——多形拟杆菌（Bacteroides thetaiotamicron，研究最彻底的肠道微生物）和脆弱类拟杆菌（Bacteroides fragilis，一种强有力的抗炎细菌）——可以控制老鼠对ipilimumab药物的敏感性。
那么，在人类癌症患者身上会发生这种情况吗？为了找到答案，该团队研究了25名晚期黑色素瘤患者，结果表明ipilimumab药物改变了他们的微生物菌群。服用前后，ipilimumab使患者肠道微生物群落结构各异，且每种结构都由不同种类的拟杆菌属主导。当研究人员将服用ipilimumab后的患者微生物菌群移植到无菌鼠体内，这些老鼠对ipilimumab有良好的应答，而移植服用ipilimumab之前的微生物菌群则没有这样的效果。这再次证明了脆弱类拟杆菌的重要性：其丰度越大，肿瘤越小。
那么，为何ipilimumab能刺激微生物的生长进而使其更有效？加州理工学院的免疫学者Sarkis Mazmanian表示，在将这些结果应用到人体试验之前，还需解决很多问题，但免疫疗法和微生物之间的联系非常令人兴奋。
粪便与药物结合，更有效
与此同时，芝加哥大学Thomas Gajewski领导的第二组研究团队采取了不同的研究方法，但得出了类似的结果。他们首次注意到两株小鼠菌株对黑色素瘤的反应明显不同。与Taconic Biosciences（TAC）相比，购自Jackson Laboratory（JAX）的小鼠体内肿瘤侵袭性较弱，因为它们能发起更有活力的T细胞反应。
当研究人员将这两组小鼠放在一起时，这种差异消失了。这是因为老鼠倾向于食用彼此的粪便，并交换彼此的肠道微生物。通过获取JAX小鼠的微生物，TAC小鼠能更好地控制癌症。当研究人员实施故意的粪便移植时，发现JAX的粪便如同PD-L1抑制剂一样能减缓肿瘤的生长。因此，粪便和药物结合，可能效果更佳。
这两株小鼠的微生物菌群中有250多个差异微生物，但只有一种——双歧杆菌（Bifidobacterium）——与抗肿瘤T细胞有关。当TAC小鼠食用可控制肿瘤的JAX小鼠粪便时，这种微生物的数量增加了400倍。通过有意将双歧杆菌给予老鼠，Gajewski研究团队发现，这种行为能提高老鼠产生抗肿瘤T细胞的能力，并控制肿瘤。
虽然这两项研究都以小鼠为实验对象，但都暗示了为何少数患者的检查点抑制剂功能可以发挥得很好，原因可能是这部分幸运的人拥有使药物更加有效的肠道微生物。如果这些得到证实，那么可以通过对患者微生物组进行测序来推断这些微生物对ipilimumab和其他免疫疗法的反应，还可以开发出联合药物（药物与脆弱类拟杆菌、双歧杆菌、其他免疫刺激微生物或对药物有良好反应的患者的粪便相结合）。研究人员表示：“对于一部分人来说，这种药物可能会有更大的效果。”