肿瘤驻留益生菌丁酸梭菌通过抑制IL-6介导的免疫抑制增强结直肠癌模型中抗PD-1疗效的机制研究

本研究针对结直肠癌(CRC)患者对免疫检查点阻断(ICB)疗法响应率低的临床难题，首次揭示了益生菌丁酸梭菌(Clostridium butyricum)通过表面蛋白secD与肿瘤细胞GRP78受体结合，抑制PI3K-AKT-NF-κB信号通路，降低免疫抑制因子IL-6分泌，从而激活CD8+ T细胞并增强抗PD-1疗效的分子机制。该发现为提升微卫星稳定型(MSS)CRC的免疫治疗效果提供了新型微生物疗法策略。

　　

在肿瘤免疫治疗领域，结直肠癌(CRC)始终是块难啃的"硬骨头"——尽管免疫检查点阻断(ICB)疗法在多种癌症中取得突破，但约85%的微卫星稳定型(MSS)CRC患者仍对PD-1/PD-L1抑制剂无响应。这种"冷肿瘤"特征与其免疫抑制微环境密切相关，特别是IL-6等细胞因子介导的CD8⁺ T细胞功能耗竭和肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)的免疫抑制作用。与此同时，肠道菌群与免疫治疗的"跨界对话"正引发研究热潮，但特定益生菌如何精准调控肿瘤微环境仍是未解之谜。

香港中文大学消化疾病研究所的研究团队在《Cancer Cell》发表的重要研究，从临床样本的宏基因组分析入手，发现CRC患者肠道中丁酸梭菌(C. butyricum)显著减少。通过分离健康人源的Hkyucb11菌株，研究人员构建了包括类器官共培养、人源化小鼠模型在内的多维度研究体系，首次阐明该益生菌通过独特的"细菌-肿瘤细胞-免疫细胞"三重对话机制增强ICB疗效。研究采用单细胞RNA测序、CRISPR-Cas9基因编辑、微生物-免疫细胞共培养等关键技术，结合来自患者的手术标本建立自体TILs-类器官平台验证临床转化价值。

C. butyricum抑制CRC生长并激活抗肿瘤免疫

在Apc^Min/+小鼠和AOM/DSS诱导的CRC模型中，口服C. butyricum显著减少肿瘤负荷，并通过scRNA-seq证实其增加细胞毒性CD8⁺ T细胞(CTLs)浸润，同时减少M2型TAMs。在MC38(MSI-H)和CT26(MSS)原位移植瘤模型中，该菌与抗PD-1联用使肿瘤缩小>90%，突破MSS-CRC的免疫治疗瓶颈。

secD-GRP78互作介导肿瘤靶向定植

通过生物素pull-down和GST pull-down实验，发现C. butyricum表面蛋白secD特异性结合CRC细胞膜GRP78受体（非正常上皮细胞），冷冻电镜显示该互作使细菌在肿瘤部位富集。在无菌小鼠中，secD修饰的E.coli即可模拟益生菌的抗肿瘤效应，证实该互作是功能核心。

PI3K-AKT-NF-κB-IL-6轴的关键调控

分子机制研究揭示，secD-GRP78结合抑制PI3K-AKT-NF-κB信号通路，使CRC细胞IL-6分泌降低72%。体外实验证明IL-6中和抗体可增强C. butyricum诱导的CTLs活化，而外源IL-6则逆转该效应。

临床前模型的转化验证

在huCD34⁺人源化小鼠中，C. butyricum使HT29肿瘤对PD-1抑制剂响应率提高3倍。更引人注目的是，利用MSI-H和MSS患者的自体CRC类器官与肿瘤浸润淋巴细胞(TILs)共培养系统，证实该菌能突破患者个体差异，普遍增强CTLs的肿瘤杀伤能力。

这项研究开创性地绘制了益生菌从肠道定植到肿瘤微环境重塑的全景机制图谱，首次揭示微生物可通过表面蛋白与肿瘤特异性受体"精准对接"。临床意义在于：①为MSS-CRC这类ICB耐药亚型提供"菌群增敏"新策略；②发现GRP78可作为微生物疗法的靶向标志物；③secD蛋白的肿瘤靶向性为工程菌设计提供新思路。论文讨论部分特别指出，C. butyricum的安全性（已用于抗生素相关性腹泻治疗）和IL-6抑制的双重机制，使其具有快速临床转化的独特优势，目前研究团队已启动相关临床试验。