科學家揭密：基因改造細菌如何啟用免疫系統對抗癌症

由中國科學院深圳先進技術研究院的劉陳立教授與上海營養與健康研究所的肖藝川教授帶領的研究團隊，近日在國際頂尖期刊《Cell》上發表了一項突破性研究。他們成功揭示了利用基因工程細菌進行癌症治療的關鍵機制，為免疫腫瘤學開闢了新的道路。

細菌抗癌的概念可追溯至19世紀60年代，但由於安全性和有效性等疑慮，這項技術長期以來難以在臨床上取得進展。隨著合成生物學的快速發展，新型抗腫瘤細菌的研發為癌症治療帶來了新的希望。然而，科學家們一直面臨著一個重大挑戰：如何讓這些細菌在避開人體免疫系統的同時，又能有效啟用抗腫瘤反應？

在這項研究中，團隊開發出一種名為「設計師細菌1號」（DB1）的基因工程菌株。這種細菌能夠在腫瘤組織中存活，同時被健康組織清除，實現了對腫瘤的精準打擊和有效清除。研究發現，DB1的抗腫瘤效果與腫瘤內的組織駐留記憶（TRM）CD8⁺ T細胞密切相關，這些細胞在DB1治療後被重新啟用並擴增。

進一步研究顯示，白細胞介素-10（IL-10）在這一過程中扮演著關鍵角色。IL-10與CD8⁺ TRM細胞上的IL-10受體（IL-10R）結合，啟用STAT3蛋白，進而促進IL-10R的表達，形成一個正向反饋迴路。這種非線性滯後效應使得CD8⁺ TRM細胞能夠「記住」先前受到的IL-10刺激，從而更有效地清除腫瘤細胞。

研究團隊還發現，在細菌治療後，腫瘤微環境中的腫瘤相關巨噬細胞（TAMs）透過Toll樣受體4（TLR4）訊號通路提高IL-10的表達。有趣的是，IL-10還能夠降低腫瘤相關中性粒細胞（TANs）的遷移速度，幫助DB1避免被快速清除。這些過程都依賴於腫瘤相關免疫細胞中IL-10R的高表達，凸顯了IL-10R滯後效應的重要性。

劉陳立教授表示：「這項研究揭示了細菌癌症治療中一個關鍵但長期未被解決的機制。我們闡明的IL-10R滯後效應不僅提供了寶貴的洞見，更為設計更安全、更有效的基因工程細菌提供了指導原則。」

這項突破性研究為癌症免疫治療帶來了新的希望，有望為患者提供更精準、更有效的治療方案。隨著進一步的研究和臨床試驗，基因工程細菌或將成為未來癌症治療的重要武器。