2022-10-26

Cancer Cell | 单细胞胰腺癌微生物组，联系细胞程序和免疫

原创 图灵基因 图灵基因 2022-10-26 09:46 发表于江苏

收录于合集#前沿分子生物学机制

新泽西州罗格斯癌症研究所（Rutgers Cancer Institute of New Jersey）和RWJBarnabas Health的研究人员使用了一种称为宿主-微生物组相互作用的单细胞分析（SAHMI）的方法，以单细胞分辨率检查胰腺肿瘤的微生物组，并确定与炎症和生存率低下相关的特定微生物。由Rutgers癌症研究所Subhajyoti De博士领导的研究人员认为，这些微生物可能是胰腺癌早期诊断或治疗的新靶点，胰腺癌是美国男性和女性癌症死亡的第四大原因。资深作者De及其同事在《Cancer Cell》杂志上发表了一篇题为“Tumor microbiome links cellular programs and immunity in pancreatic cancer”的文章。文章指出，“我们的结果提供了证据，证明肿瘤内细菌反映或影响肿瘤生长的轨迹；任何一种可能性都具有临床实用价值。”

作者指出，微生物组对人类健康和疾病，包括肿瘤发生起作用。虽然还不确定健康的胰腺是否有自己的微生物群，“新出现的证据表明，细菌和真菌可以转移到胰腺，并诱导局部和全身的变化，从而促进胰腺导管腺癌（PDA）的发展。”

科学家们指出，从历史上看，尽管胰腺癌的发病率越来越高，但一些障碍限制了对PDA患者肿瘤相关微生物组的系统研究。这包括个体之间微生物组分的巨大差异，以及能够再现人类肿瘤-微生物组相互作用的少量模型系统。许多类型的肠道细菌也很难培养，手术后也有污染的风险，使数据解释变得复杂。在他们的研究中，De和Rutgers Robert Wood Johnson医学院的MD/PhD项目的学生Bassel Ghaddar想要研究胰腺肿瘤中的微生物，并确定它们是否对癌症进展或治疗有影响。

研究人员与Rutgers大学人类微生物组Henry Rutgers主席Martin Blaser医学博士合作，开发了基因组方法SAHMI，以识别与单个人类细胞相关的微生物。他们写道：“我们最近开发了SAHMI，这是一种从宿主组织的单细胞测序中恢复和消除微生物信号的计算管道。”通过使用复杂的软件筛选数百万个RNA序列，研究人员确定了哪些序列可能代表人类基因，哪些是微生物基因。

“这项新技术使我们能够识别与肿瘤相关的微生物，同时测量宿主细胞的活性，这是一项重大的技术进步，其结果令人震惊。”De指出，他也是Rutgers Robert Wood Johnson医学院癌症系统生物学副教授。

研究小组对两组独立的胰腺肿瘤进行了研究，发现其中一些肿瘤中含有与肿瘤中特定细胞类型相关的细菌，而这些细菌在正常胰腺组织中基本不存在。这些细菌主要位于肿瘤细胞内，其数量与癌症相关的细胞活性有关。所发现的微生物的特异性特征预示着癌症的恶化和不良预后。

胰腺肿瘤内的微生物足迹提出了一个问题，即存在的免疫细胞是对癌症还是对微生物有反应。研究结果还表明，免疫反应主要是针对肿瘤中的微生物，而不是癌细胞。“我们的研究为胰腺癌如此难以治疗的原因提供了一个新的观点。”Blaser说道，他也是Rutgers癌症研究所的研究成员，Rutgers公共卫生学院流行病学和生物统计学教授。“但更好地理解这些相互作用可能会找到新的治疗方法。”

研究人员在《Cancer Cell》杂志上报告了他们的研究，他们承认他们的研究结果并没有建立直接的因果关系，“例如，微生物是致癌的还是促炎的，还是代表已确诊肿瘤的感染……”他们评论说，还需要更多的研究来直接测试因果关系。不管怎样，该团队总结道: “SAHMI创造了从单细胞测序数据检查人类-微生物组相互作用模式的机会，而无需额外的实验修改，从而产生了关于宿主-微生物组关系的多重可测试假设。该框架不是肿瘤特异性的，可以应用于研究各种组织和疾病状态以及其他感染因子，如病毒、真菌或蠕虫。”