成功的化學(xué)預(yù)防或化療是通過在癌變初期有針對性地向惡性腫瘤輸送預(yù)防性藥物或治療劑來實現(xiàn)的。細菌可以用作抗癌劑，但利用減毒的病原菌的努力存在毒性或感染的風(fēng)險。乳酸菌可以安全食用，而且通常對健康有好處，這使它們成為運送抗癌藥物的活載體的理想候選者。

在本研究中作者的工作表明，由戊糖假單胞菌和P8治療蛋白組成的有效和穩(wěn)定的合成益生菌可以減少結(jié)直腸癌并有助于再活菌，以及基于細胞的設(shè)計生物藥物在治療結(jié)直腸癌和改善受損微生物區(qū)系方面的有效性和可行性。

圖片來源：https：//doi.org/10.1186/s40168-021-01071-4

癌癥是人類死亡的主要原因，全球負擔(dān)正在上升。癌癥治療包括手術(shù)、化療、放射治療和靶向治療。在化療中，天然的、合成的或生物的物質(zhì)被用作抑制或防止癌癥進展的治療方法。然而，大多數(shù)化療藥物針對的是快速分裂的細胞，這不僅包括癌癥，還包括骨髓或毛囊作為非靶點效應(yīng)。此外，耐藥性降低了化療的效果，是即使成功康復(fù)也會導(dǎo)致高復(fù)發(fā)率的原因。靶向治療通常使用特異度更高、毒性更小、很少引起副作用的生物藥物，但是，在實踐中，選擇性往往是不夠的。

細菌可以用來治療癌癥，它們作為抗癌劑的認識可以追溯到一個多世紀以前。像梭狀芽胞桿菌、李斯特氏菌或沙門氏菌等潛在有害或致病的菌株，無論是自然的、突變的，還是轉(zhuǎn)基因的，都被用于癌癥治療，因為它們能夠在缺氧條件下定植實體腫瘤，并導(dǎo)致腫瘤縮小。雖然已經(jīng)努力利用減毒細菌，但毒性或感染的風(fēng)險阻礙了它們的臨床應(yīng)用。乳酸菌(Lab)，如乳桿菌、乳球菌、明串珠菌或兒球菌，通常被認為是安全且對宿主健康有益的，是細菌治療的理想對象。此外，它們還可以用作運送抗癌藥物的活載體。

結(jié)直腸癌(CRC)是一種嚴重的癌癥，每年導(dǎo)致近90萬人死亡。從鼠李糖乳桿菌(Lactobacillus Rhamnosus CBT LR5)中分離出一種分子量為8 kDa的小蛋白P8，用于篩選抗結(jié)直腸癌的新型治療蛋白。為了設(shè)計和開發(fā)一種可以口服且仍然穩(wěn)定的臨床相關(guān)系統(tǒng)，作者使用了一種實驗室菌株，戊糖小球菌屬SL4，作為一種安全的藥物輸送載體，它可以表達和分泌P8，從而避免它在胃腸道中的降解。作者從一種韓國發(fā)酵蔬菜食品泡菜中分離到一株能產(chǎn)生細菌素、抑制單核細胞增生性李斯特菌和金黃色葡萄球菌生長的戊糖假單胞菌SL4細菌。戊糖假單胞菌是革蘭氏陽性菌，兼性厭氧，耐酸，不能移動，不形成孢子。它經(jīng)常從發(fā)酵食品中分離出來，在乳制品或植物發(fā)酵中用作發(fā)酵劑。該種菌株能夠減輕偶氮甲烷誘導(dǎo)的毒性，抑制結(jié)腸癌細胞的增殖，并分泌抑制病原菌的抗菌肽。

示意圖描述了具有ALR互補系統(tǒng)的合成益生菌PP*-P8的預(yù)期作用模式

圖片來源：https：//doi.org/10.1186/s40168-021-01071-4

在這項研究中，作者利用P8開發(fā)了一種先進的抗結(jié)直腸癌益生菌，并通過兩種不同的小鼠模型：DLD-1異種移植和偶氮甲烷(AOM)和葡聚糖硫酸鈉(DSS)誘導(dǎo)的結(jié)腸炎相關(guān)腫瘤形成，證明了其強大的療效。此外，考慮到腸道微生物區(qū)系與藥物反應(yīng)之間的重要關(guān)系，作者在AOM/DSS模型中縱向研究了P8合成益生菌給藥期間的微生物區(qū)系分布，以揭示單個微生物成員之間的復(fù)雜相互作用，并確定與使用我們的合成益生菌和AOM/DSS誘導(dǎo)的腫瘤發(fā)生相關(guān)的關(guān)鍵類群。

總之，作者用穩(wěn)定有效的合成益生菌治療大腸癌的方法表明了基于細胞的設(shè)計型生物藥劑的有效性和可行性。作者的結(jié)果也證明了生物制藥和化療藥物對腸道微生物區(qū)系的正面或負面影響，甚至可能對一般健康產(chǎn)生影響。考慮到它們的潛在影響，作者建議在針對治療或預(yù)防癌癥的藥物(包括CRC)的開發(fā)過程中仔細檢查微生物菌群的動態(tài)和相關(guān)的健康問題。

參考資料

Chung et al. A synthetic probiotic engineered for colorectal cancer therapy modulates gut

Microbiota. Microbiome (2021) 9：122 https：//doi.org/10.1186/s40168-021-01071-4