在癌症免疫治疗领域,一项来自日本高级科学技术研究所(JAIST)的研究成果引起了广泛关注。研究人员发现,一种从青蛙皮肤中分离出的常见细菌——约氏不动杆菌(Acinetobacter johnsonii),在单次瘤内注射后,能够完全清除小鼠体内的多种实体肿瘤。这一发现发表在《自然·通讯》(Nature Communications)上,为开发新型、高效且低毒的癌症免疫疗法开辟了全新路径。
从蛙皮到抗癌利器:细菌的意外发现
研究团队最初的目标是探索两栖动物皮肤微生物群的潜在治疗价值。青蛙皮肤富含抗菌肽和共生微生物,是天然生物活性物质的宝库。在筛选过程中,他们发现约氏不动杆菌的特定菌株具有显著的抗肿瘤活性。该细菌并非致病菌,而是广泛存在于环境中的一种机会性病原体。在实验中,研究人员将约氏不动杆菌直接注射到小鼠的皮下黑色素瘤(B16-F10)中,单次剂量(1×10^7 CFU)即可在10天内使肿瘤完全消退,且小鼠在后续观察的60天内未出现复发。这一效果在结肠癌(CT26)和乳腺癌(4T1)模型中同样得到验证,肿瘤完全消退率分别达到90%和80%。
机制解析:激活先天免疫的“开关”
为了阐明其作用机制,研究团队进行了一系列免疫学分析。他们发现,约氏不动杆菌的细胞壁成分,特别是脂多糖(LPS)和肽聚糖,能够被宿主免疫细胞表面的模式识别受体(如TLR4和NOD2)识别。这触发了下游信号级联反应,导致树突状细胞(DC)和巨噬细胞的强烈活化。这些先天免疫细胞随后分泌大量促炎细胞因子,包括干扰素-γ(IFN-γ)和肿瘤坏死因子-α(TNF-α)。值得注意的是,在注射后24小时内,肿瘤微环境中的IFN-γ水平升高了超过100倍,TNF-α水平升高了约50倍。这种细胞因子风暴直接促进了肿瘤细胞的凋亡,并招募了自然杀伤细胞(NK)和CD8+ T细胞进入肿瘤组织。进一步的实验表明,当使用抗体中和IFN-γ或TNF-α时,细菌的抗肿瘤效果几乎完全消失,证实了这两种细胞因子在治疗中的核心作用。
安全性评估与未来展望
与传统化疗或放疗不同,这种细菌疗法显示出极低的全身毒性。研究人员对小鼠的体重、肝肾功能和血液学指标进行了监测,未发现任何明显的器官损伤或炎症性副作用。即使在高剂量(5×10^8 CFU)下,小鼠也仅表现出短暂的体温升高,并在24小时内恢复正常。这种安全性可能源于细菌的局部注射方式和其天然的低致病性。研究团队还尝试将该疗法与免疫检查点抑制剂(抗PD-1抗体)联合使用,结果发现联合治疗组的肿瘤完全消退率提升至100%,且产生了长期的免疫记忆——当这些治愈的小鼠再次接种相同肿瘤细胞时,所有小鼠均能完全抵抗肿瘤生长。这一发现提示,约氏不动杆菌疗法有望成为将“冷”肿瘤转化为“热”肿瘤的有效策略,从而克服当前免疫治疗的耐药性难题。目前,研究团队正在优化细菌的制备工艺,并计划在非人灵长类动物中进行安全性评价,为未来的临床试验奠定基础。