Cell：转移性肿瘤的微生物组有哪些特征？

　　

微生物群落驻留在人体内的多个生态位，对宿主免疫系统和治疗应答起着重要的调节作用。最近的研究表明，原发性肿瘤内存在着复杂的微生物群落。不过，转移性肿瘤内的微生物组有哪些生物学和临床意义，目前还不清楚。

荷兰癌症研究所领导的研究团队近日利用数千份转移性肿瘤样本的序列数据，确定了这些肿瘤内的微生物群落成员，其中包括与免疫特征和治疗应答有关的细菌。

这篇题为 “A pan-cancer analysis of the microbiome in metastatic cancer” 的论文于4月9日发表在《Cell》杂志上。共同通讯作者、荷兰癌症研究所的Emile Voest及其同事表示：“我们生成了转移瘤微生物组的泛癌种资源，有助于推进治疗策略。”

在这项研究中，Voest及其同事对4,160份治疗前的转移瘤活检样本进行了全基因组测序，这些样本与26种组织类型的原发性癌症有关。他们还结合临床数据和转录组数据分析了序列。

此外，研究人员还利用PathSeq和Kraken2工具以及微生物基因组组装方法开展了宏基因组分析，以便了解肿瘤内的微生物群落组成、基因序列和细菌多样性。

在3,526份肿瘤活检样本中，研究人员发现了165个属的微生物，其中近70%属于厌氧菌属或兼性厌氧菌属。部分样本的靶向16S核糖体RNA测序支持了这些结果。

作者解释说：“由于癌症转移是大多数实体瘤患者死亡的原因，也是系统抗癌治疗的关键目标，因此迫切需要了解肿瘤驻留细菌如何重塑肿瘤生物学、免疫浸润以及对治疗的应答。”

在生物信息学分析的帮助下，他们探索了微生物组、转移瘤特征、组织类型、免疫细胞组成及其他肿瘤微环境（TME）线索之间的关系，表明微生物群落模式的差异取决于原发癌类型、转移部位和环境条件。

在微卫星不稳定（MSI）或微卫星稳定（MSS）的转移瘤中，研究人员发现了不同的微生物群落，这些差异与不同的干扰素-γ免疫信号通路特征相吻合。

与此同时，他们还发现，在氧气暴露较少的组织（即低氧环境）中发现的转移瘤中，厌氧细菌种类增多，而在EGFR、TGF-β和TNF-α信号通路激活的肿瘤中，微生物组多样性增加。

作者报告称：“我们确定了低氧TME与厌氧菌丰度之间的关联。”不过他们也指出，研究结果并没有确定肿瘤驻留的厌氧菌究竟是在低氧TME的形成过程中起到了决定性作用，还是说它们的存在仅仅反映了厌氧菌定植的适宜条件。

值得注意的是，研究人员还发现，转移瘤微生物组的特征与治疗结局相吻合。其中，转移瘤中包含梭杆菌属（Fusobacterium）细菌的非小细胞肺癌患者对免疫检查点阻断疗法的应答较差。

同样地，研究人员还探讨了细菌多样性与免疫逃逸能力之间的关联。在免疫检查点阻断治疗的过程中，对肿瘤微生物组的纵向分析表明，在这类疗法促进免疫激活后，放线菌属、拟杆菌属、双歧杆菌属和普氏菌属等细菌减少。

“我们的分析表明了肿瘤内细菌群落如何因不同的解剖部位而异，这取决于原发性肿瘤类型，并与免疫细胞浸润和治疗应答相关，特别是在免疫治疗的背景下，”作者写道。