北京时间3月4日，一项发表于国际学术期刊《细胞》的最新研究有望给癌症治疗带来全新希望：科学家们成功破解了肿瘤与细菌之间的“对话”机制，首次揭示了细菌抗肿瘤的关键原理，为利用细菌治疗恶性实体瘤提供了全新的思路。

该项研究由中国科学院深圳先进技术研究院（以下简称“深圳先进院”）研究员、定量合成生物学全国重点实验室主任刘陈立牵头，联合中国科学院上海营养与健康研究所肖意传研究员团队完成。

该研究也是继2024年刘陈立与赵国屏在《自然综述：生物工程》上首次阐释“定量合成生物学”研究范式和学科内涵之后，定量合成生物学在生物医药领域的生动示范。

深圳先进院前博士后常志广、郭旋，研究员李雪飞、博士后臧中盛，上海营养与健康研究所王艳博士是文章共同第一作者。刘陈立研究员和肖意传研究员为文章共同通讯作者。

细菌疗法的百年突破

虽然早在150多年前，就有科学家用细菌来治疗实体瘤。然而，由于细菌疗法缺乏安全性和稳定疗效，其如昙花一现般匿迹在历史中，鲜有问津。

近年来，合成生物学技术的飞速发展让细菌疗法重新焕发生机。尽管越来越多的“细菌制剂”被报道，但尚未有成功走向临床的案例，究其原因是细菌疗法仍存在几个关键问题未能解决：“细菌怎么逃避先天免疫系统的攻击？” “细菌如何激发抗肿瘤免疫？”“如何确保细菌疗法的安全性？”等等。

刘陈立表示：“与传统药物不同，细菌是活的，细菌能在肿瘤中存活，说明它们能逃避免疫系统的攻击；同时，细菌又能抑制肿瘤生长，这表明它们还能激活抗肿瘤的免疫反应。这种看似矛盾的现象，正是因为我们对细菌与肿瘤之间的‘对话’机制还不了解。弄清楚这种‘对话’机制对于设计出更安全有效的治疗方案很重要。”

破解细菌与肿瘤的“秘密对话”

南方+从深圳先进院获悉，这项研究始于刘陈立团队对细菌治疗肿瘤的早期观察。他们通过构建一种特殊的合成菌株，发现合成细菌在结肠癌、黑色素瘤、膀胱癌等多种疾病动物模型上具有优异的治疗效果，展现了其治疗肿瘤潜在的靶向性和广谱性。

那么，细菌究竟是如何抑制肿瘤的？如何不被机体的免疫系统当作“敌人”消灭？细菌与肿瘤之间到底“说”了什么？

研究人员发现，细菌通过一种叫做白介素-10的信号分子与肿瘤内的免疫细胞进行“对话”，让肿瘤内的巨噬细胞产生更多的白介素-10，向细菌的天敌——中性粒细胞施了“定身术”，使其无法运动，从而让细菌躲过免疫细胞的“追捕”。

与此同时，细菌为了自身生存所激发出的白介素-10信号分子，碰巧“唤醒”了肿瘤内的“沉睡士兵”CD8+ T细胞，使它们重新武装起来，对肿瘤发起猛烈攻击。正是这种“歪打正着”的机制让细菌既躲过了“被杀”，又攻击了肿瘤。

那么，细菌治疗肿瘤怎么保证安全性？

刘陈立团队发现免疫细胞中存在一种“迟滞效应”机制，这种机制使肿瘤组织中的白介素-10受体水平高，正常组织中的白介素-10受体水平低。通过采集分析27种不同癌症患者的临床样本，团队验证了这一机制。这种差异性使细菌只能在瘤内躲避抗菌免疫细胞的追杀，并在正常组织器官中被有效清除，从而保证了细菌治疗的安全性。

“造物致知”，癌症治疗有望迈入“精准时代”

研究人员将该疗法在多种动物模型中进行验证，结果显示，这种合成生物改造的细菌能够显著抑制多种肿瘤的生长、复发和转移。

这项研究的突破性意义在于，研究团队首次揭示了细菌抗肿瘤的关键机制，为利用合成生物技术精准改造细菌提供了理论指导。该研究标志着细菌疗法从“以毒攻毒”迈向了“精准调控”的新时代。

“通过合成生物实验和定量数学模型的结合，我们精确地模拟了细菌在肿瘤内的行为，从而设计出更高效的疗法，这就像发现了合成生物系统和免疫系统的‘神秘对话’，使科学家能够重新编程合成生物系统，为癌症治疗打开全新思路。”研究团队表示。

目前，该项研究正在向临床试验推进，未来，医生通过检测患者肿瘤组织中白介素-10受体的表达水平，可精准筛选出适合接受细菌治疗的患者，为制定个性化治疗方案提供科学依据。同时，工程化改造的抗瘤菌也可以作为智能递送载体，实现治疗药物的精准释放。这种创新模式，成功突破了传统给药系统的局限性，有望为恶性肿瘤治疗开辟新路径。