腸道菌是決定癌症治癒率的關鍵

作者 | 發布日期 2017 年 12 月 07 日 11:39 | 分類 生物科技 , 醫療科技 follow us in feedly

新型有效的癌症治療方法能像箭一樣準確射進免疫系統的核心,刺激它針對身體內的癌細胞作用。當藥物有效時,免疫系統將會消滅腫瘤細胞,然而這些藥物並非總是有效。事實上,它們有 60~70% 的可能性是失效的,因為這些藥物無法使每位病人的免疫系統產生相同的功效。而根據一項最新的研究發現,這可能不是免疫系統的問題,而是腸道!



有些腸道菌可以在接收到癌症免疫療法的刺激之前,先包圍並訓練免疫細胞來對抗癌細胞。如果沒有微生物先啟動這個機制,那麼就算提供藥物治療,也只是徒勞無功。兩篇發表在本週《科學》(Science)期刊的研究顯示,對於缺乏腸道益生菌的癌症患者而言,癌症藥物無法引起任何療效,尤其是在服用抗生素之後。同時也發現對藥物有反應的癌症患者,他們的腸道內部都有益生菌能刺激免疫系統釋放出化學物質,使能夠殺死癌細胞的 T 細胞迫不及待要執行任務。

研究人員將人類癌症患者的腸道菌轉移至患有癌症的無菌小鼠,而這些囓齒類動物將會反映出患者的命運。這些小鼠在得到沒有作用的腸道菌後,對免疫療法也不會有反應,但是這些小鼠若是得到有作用的腸道菌,則反之。而當研究人員將有作用的腸道菌移至原先對免疫療法沒有反應的小鼠時,小鼠竟能夠反擊癌細胞。

德克薩斯州大學(University of Texas)安德森癌症中心(MD Anderson Cancer Center)的外科腫瘤學家和遺傳學家 Jennifer Wargo 博士表示:「在研究患者和隨後做的小鼠實驗中,我們發現腸道菌確實會調節全身性和對抗腫瘤的免疫系統。」Wargo 博士正在計劃進行臨床人體試驗,希望可以了解若對癌症患者進行糞便移植,是否能夠提高免疫療法的治癒率。

除了 Wargo 博士的研究,在法國維勒瑞夫(Villejuif)古斯塔夫‧魯西癌症研究所(Gustave Rouss Cancer Campus)免疫學家 Laurence Zitvogel 博士領導的研究中,亦專注於研究一種稱為「PD-1 抑制劑」的癌症治療方法。PD-1 抑制劑是一種檢查點抑制劑。一般而言,PD-1 是 T 細胞表面一種蛋白質。在沒有癌細胞的情況下,它會扮演檢查點的角色,防止過度免疫反應和自體免疫疾病。PD-1 透過和健康細胞表面的蛋白質 PD-L1 結合,PD-L1 會將抑制性訊號傳遞給 T 細胞,使它按兵不動,而不是攻擊健康的細胞。

在免疫療法中占有重要地位

狡猾的癌細胞常會穿上 PD-L1 當防護罩,因此可以逃脫 T 細胞發動的閃電戰。如果藥物阻礙 PD-1 與癌細胞上的 PD-L1 結合,這樣 T 細胞便能攻擊腫瘤細胞。然而,如同前面所述,PD-1 抑制劑的治療方式常常失效。

在這項新研究之前,Zitvogel 博士和她的同事注意到在最近的小鼠實驗中,腸道菌相在對於癌症的免疫調節中扮演重要角色。如果這是事實,那麼他們假設殺菌的抗生素會壓縮 PD-1 抑制劑的影響。為了得知這個假設是否成立,他們觀察了 249 名罹患肺癌、腎癌或膀胱癌的患者,其中一些患者在使用 PD-1 抑制劑治療期間亦接受抗生素治療。研究人員發現免疫治療失敗和使用抗生素之間有明確的關聯。具體而言,與有同樣病症且健康條件類似的患者相比,服用抗生素的 69 名病患其生存期較短,而且沒有明顯的癌症進程。

接下來,研究人員檢查 100 名癌症患者糞便檢體的菌相,其中包含對 PD-1 抑制劑療法有反應和無反應的患者。他們發現在某些類型的細菌豐富度上有很大的差異。結果顯示對 PD-1 抑制劑有反應的患者,比較可能攜帶含有抗發炎性質的腸道菌 Akkermansia muciniphila (簡稱 A. muciniphila)。在小鼠實驗中,A. mimipiphila 會刺激免疫細胞釋放一種稱為 IL-2 的化學訊號,目前已知其能調節 T 細胞並使 T 細胞發動攻擊。亦即,以 A. muciniphila 治療患有癌症的小鼠,可以將無反應的腸道菌相轉變為有反應。

Wargo 博士的研究有類似的發現。他們使 112 名罹患皮膚癌的患者接受 PD-1 抑制劑治療。而研究結果也顯示患者的腸道菌相和免疫療法的成功與否有關。雖然他們的研究中並沒有特別指定 A. muciniphila,但他們也指出有反應者的腸道菌相豐富度較高,也含有較多某些特定類型的細菌。同樣地,他們也發現有些有益的微生物能引發 T 細胞作用的證據。

以上這些研究結果皆表明腸道菌相在免疫療法中占有重要地位,但這仍有很多問題待解決。比如說,這些細菌如何刺激免疫系統對抗癌症、是否存在副作用以及操縱癌症患者體內微生物相的潛在風險。

不過,正如 Wargo 和她的同事所做的結論:這些研究結果突顯出我們能在接受阻斷檢查點免疫療法的患者時,調控這些患者的腸道菌相,而他們也保證會在臨床試驗中對癌症患者進行快速評估。Wargo 博士補充:「你可以改變你的腸道菌相,這真的沒那麼難,所以我們認為這項研究是治癒癌症的新機會。」

(首圖來源:Dr. Luigi Nezi / 德州大學安德森癌症中心)