麻省理工学院的癌症生物学家发现了一种肺部肿瘤可以用来促进自身生存的新机制：这些肿瘤会改变肺部的细菌菌群，刺激免疫系统产生炎症环境，进而帮助肿瘤细胞繁殖。

研究人员发现，在被编程为患肺癌的小鼠中，在无菌环境中培养的小鼠比在正常条件下培养的小鼠产生小得多的肿瘤。此外，研究人员可以通过用抗生素治疗小鼠或阻断细菌刺激的免疫细胞来大大减少肺部肿瘤的数量和大小。

研究人员表示，研究结果为开发新的肺癌治疗方法提出了几种可能的策略。

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麻省理工学院科赫综合癌症研究所所长、该论文资深作者Tyler Jacks表示：“这项研究直接将肺部的细菌负荷与肺癌的发展联系起来，开辟了多种拦截和治疗肺癌的潜在途径。

科赫研究所博士后程成成金是这项研究的主要作者，这项研究发表在1月31日的《细胞》网络版上。

将细菌与癌症联系起来

肺癌是癌症相关死亡的主要原因，每年在全球范围内造成100多万人死亡。高达70%的肺癌患者还患有肺部细菌感染的并发症。在这项研究中，麻省理工学院的研究小组想知道在肺部发现的细菌种群与肺部肿瘤的发展之间是否有任何联系。

为了探索这种潜在的关系，研究人员研究了表达癌基因Kras和缺乏肿瘤抑制基因p53的基因工程小鼠。这些老鼠通常会在几周内患上一种叫做腺癌的肺癌。

老鼠(和人类)的肺部通常会生长许多无害的细菌。然而，麻省理工学院的研究小组发现，在设计用于发展肺部肿瘤的小鼠中，肺部的细菌数量发生了巨大变化。总体数量显著增加，但不同细菌种类的数量减少。研究人员不确定肺癌是如何导致这些变化的，但他们怀疑肿瘤可能会阻塞气道，阻止细菌从肺部清除。

这种细菌种群的扩张诱导了称为T细胞的免疫细胞的增殖，并开始分泌称为细胞因子的炎症分子。这些分子，尤其是IL-17和IL-22，为肿瘤细胞创造了一个前瞻性的生存环境。它们还刺激释放促炎化学物质的另一种免疫细胞中性粒细胞的激活，进一步增强肿瘤的有利环境。

“你可以把它想象成一个前馈回路，形成一个恶性循环，进一步促进肿瘤的生长，”金说。“正在发展的肿瘤劫持了肺部现有的免疫细胞，并通过依赖当地细菌的机制将其利用到自己的优势。”

然而，在无菌环境中出生和长大的小鼠，这种免疫反应并没有发生，小鼠体内产生的肿瘤要小得多。

阻止肿瘤生长

研究人员发现，当他们在肿瘤开始生长两到七周后用抗生素治疗小鼠时，肿瘤缩小了约50%。如果研究人员给小鼠服用阻断T细胞或IL-17的药物，肿瘤就会缩小。

研究人员认为，这些药物可能值得在人类身上进行测试，因为当他们分析人类肺部肿瘤时，发现细菌信号的变化与患癌症的小鼠相似。人类肺部肿瘤样本也有异常高数量的T细胞。

“如果我们能提出一种方法，选择性地阻断引起所有这些效应的细菌，或者如果我们能阻断激活T细胞或中和下游致病因子的细胞因子，这些可能会成为潜在的新途径。肺癌的治疗，”金说。

其中许多药物已经存在，研究人员正在测试它们的一些小鼠模型，希望最终能在人类身上进行测试。研究人员仍在研究，以确定哪些细菌菌株在肺部肿瘤中升高，因此他们可以尝试找到能够选择性杀死这些细菌的抗生素。

本研究部分经费来源于国防部颁发的肺癌概念奖、国家癌症研究所癌症中心支持(核心)支持、霍华德休斯医学研究所和玛格丽特a坎宁安癌症免疫机制研究奖学金。