肿瘤内定植的溶瘤细菌通过选择性瘤内血栓形成和坏死触发强效抗癌效应

本研究针对当前癌症免疫疗法在免疫抑制性肿瘤微环境中的局限性，创新性地发现由Proteus mirabilis（A-gyo）和Rhodopseudomonas palustris（UN-gyo）以3:97比例组成的天然细菌联盟AUN，能在免疫健全/缺陷模型中通过诱导瘤内特异性血栓形成和血管崩溃实现完全肿瘤消退。该研究突破性地揭示了非基因改造细菌的自我调节机制，为免疫缺陷患者提供了安全可控的新型治疗策略。

在癌症治疗领域，免疫疗法虽取得突破性进展，但实体瘤的免疫抑制微环境（尤其是缺氧核心区）仍是治疗难点。更棘手的是，接受化疗/放疗的患者往往处于免疫抑制状态，严重限制了现有疗法的应用。传统细菌疗法依赖免疫细胞浸润，而基因工程菌存在安全风险且无法完全清除肿瘤。这些困境催生了对新型治疗模式的迫切需求。

日本先进科学技术研究所（Japan Advanced Institute of Science and Technology）的研究团队在《Nature Biomedical Engineering》发表的研究中，从肿瘤内源性微生物组中筛选出具有天然协同效应的细菌联盟AUN。该联盟由运动缺陷型Proteus mirabilis（A-gyo）和光合细菌Rhodopseudomonas palustris（UN-gyo）以3:97的黄金比例组成，通过多模态机制实现不依赖免疫系统的肿瘤清除。

研究采用全基因组测序、透射电镜和转录组分析揭示A-gyo的致病基因缺失特征；通过免疫缺陷小鼠模型（裸鼠、SCID、NOD-SCID）和人类肿瘤异种移植模型验证疗效；结合因子VII活性检测、免疫组化、流式细胞术等技术阐明血栓形成机制；利用近红外荧光成像和三维肿瘤球模型追踪细菌定植过程。

​​微生物特征解析​​

基因组分析显示A-gyo缺失鞭毛和黏附素等致病因子，电镜证实其表面菌毛缺陷。转录组揭示UN-gyo通过细菌互作上调AUN的铁获取相关基因表达，这可能与肿瘤铁耗竭有关。独特的3:97比例在反复传代中保持稳定，且抗生素可有效清除体内AUN。

​​免疫缺陷模型中的疗效​​

在T细胞缺失的裸鼠模型中，双剂量给药（首次1×10⁷ CFU ml^-1，二次15×10⁹ CFU ml^-1）实现100%完全缓解，且无系统毒性。该方案同样在B/NK细胞功能缺陷的SCID和NOD-SCID模型中取得显著疗效。肝素预处理实验证实死亡主因是细胞因子风暴而非细菌直接毒性。

​​作用机制揭示​​

瘤内出现特征性黑红色变，伴随纤维蛋白沉积和血小板聚集。A-gyo在癌细胞微环境中转化为20-50μm的游动体，穿透肿瘤核心并分泌溶血素/磷脂酶等毒素。UN-gyo通过抑制A-gyo的生物活性增强安全性，同时促进其在癌细胞旁的纤维化转变。铁代谢分析显示AUN可能通过消耗肿瘤铁储备抑制癌细胞生长。

​​人类肿瘤模型验证​​

在HT29（结直肠癌）、SKOV3（卵巢癌）和BxPC3（胰腺癌）异种移植模型中均观察到肿瘤完全消退。原位胰腺癌模型显示治疗组胰腺重量与健康对照组无统计学差异（P=0.4929），CA19-9免疫组化验证肿瘤消除效果。

该研究开创性地证明天然细菌联盟可通过物理性破坏肿瘤血管实现免疫非依赖型治疗，其自我调节特性避免了基因工程风险。特别值得注意的是，双剂量给药方案通过首次低剂量消耗中性粒细胞，有效预防了细胞因子风暴。这一发现为免疫缺陷患者提供了全新治疗选择，其天然黄金比例和可控性特征具有重要转化价值。瘤内特异性血栓形成机制的揭示也为抗血管生成策略提供了新思路。