微生物有望成为抗癌利器

微生物有望成为抗癌利器了基因改造，可攻击癌细胞，且对身体其他部位的毒性比普通沙门氏菌小。巴尔布尔是世界上第一个在接受化疗的同时尝试沙门氏菌疗法的人，结果显示，她的肿瘤缩小到了原来的10%。英国《新科学家》杂志网站近日报道，新研究表明，一些栖息于肿瘤上的细菌和真菌可影响癌症的进展和治疗情况，有望成为抗击癌症武器库中的新利器。一些相关药物目前正在临床试验中，这些微生物可深入到化疗等现有疗法难以触及的地方，为攻击肿瘤提供替代方法。肿瘤是细菌的“安乐窝”细菌、真菌、病毒等微生物栖息于人们肠道内，以多种方式影响人体健康。2020年，以色列魏茨曼科学研究所的伊兰娜·利维娅坦及其同事在《科学》杂志上撰文指出，他们分析了1000多个人类肿瘤样本后发现，肿瘤内也充满了微生物。通过基因测序，利维娅坦在人类的乳腺、大脑、肺、皮肤、骨骼、卵巢、胰腺和结肠8种肿瘤内鉴定出了细菌，且结肠和乳腺肿瘤通常会携带更多细菌，他们甚至还发现每种癌症中都存在着独特的细菌种群。同一年，利维娅坦团队抛出一个爆炸性消息：他们在此前研究的8种肿瘤内也发现了真菌。美国纽约康奈尔大学的伊利扬·伊利耶夫领导的团队也在《细胞》杂志上刊发论文称，他们对胃肠道肿瘤、肺癌和乳腺癌进行研究后发现，这些肿瘤中往往含有念珠菌属、芽生菌属和马拉色菌属等真菌。利用微生物对抗肿瘤微生物被肿瘤吸引的原因多种多样，但科学家们越来越清楚的是，它们的存在会影响癌症的进展和治疗。比如，伊利耶夫等人发现，胃肠道肿瘤细胞中较高水平的念珠菌与更高的促炎症基因活性、癌症转移率和更低的癌症生存率有关。此外，核梭杆菌可以促进癌症的发生，伴随其扩散到身体其他部位，并抑制其对化疗的反应。几十年来，科学家们已知人乳头瘤病毒（HPV）和乙肝病毒（HBV）等病毒会触发癌症的形成，也有了HPV和HBV疫苗来帮助预防相关癌症的发生。加拿大不列颠哥伦比亚省癌症研究所的罗伯特·霍尔特说，人们或许可以“依葫芦画瓢”，开发出针对致瘤细菌的疫苗，利用其减缓肿瘤的进展，强化对化疗的反应，甚至从一开始就阻止肿瘤的形成。霍尔特团队正在专门研制一种针对具核梭杆菌的疫苗。该疫苗含有信使核糖核酸（mRNA），能够指导身体制造在这种细菌内发现的某些蛋白质片段，训练免疫系统识别并杀死这种微生物。该疫苗目前仍在小鼠身上进行测试，霍尔特等人希望有一天能在对普通疗法失效的具核梭杆菌阳性结肠癌患者身上开展试验。从肿瘤内取出“有害”微生物是攻击癌症的一种策略，引入“有益”微生物则是另一种策略。加拿大蒙特利尔犹太综合医院负责治疗巴尔布尔的肿瘤学家杰拉德·巴蒂斯特表示，经过基因改造的沙门氏菌会直接进入肿瘤，并携带可以激活免疫系统的白细胞介素-2，在肿瘤部位产生对抗肿瘤的免疫活性。在巴尔布尔治疗效果的基础上，巴蒂斯特团队于2020年启动了一项Ⅱ期临床试验，20名患有4期转移性胰腺癌的患者接受了标准化疗，以及经过基因改造的沙门氏菌的治疗。今年1月公布的结果显示，参与者的平均寿命为24个月，而一般仅接受标准化疗的患者典型生存期为11个月，沙门氏菌也没有让这些志愿者生病。新兴抗癌疗法前景广阔巴蒂斯特指出，这种方法的一个主要优点是细菌的制造成本远低于其他癌症免疫疗法。美国食品药品监督管理局（FDA）最近给予沙门氏菌疗法快速通道，如果它通过未来的试验，将尽快上市。瑞士一家名为“T3制药”的公司也在使用细菌来强化免疫系统以应对癌症。该公司首席科学官克里斯托弗·卡斯珀表示，他们试验的对象是一种名为小肠结肠炎耶尔森菌的细菌，这是一种猪肉污染物，会导致食物中毒，但基因改造可以“降低其毒性”。这种细菌的独特之处在于其表面有特殊的“纳米注射器”，细菌用这个“注射器”将蛋白质注射到细胞内。T3制药公司设计了一种小肠结肠炎耶尔森菌，可将蛋白质注射到肿瘤细胞内，释放信号分子，使免疫系统发挥作用，对抗肿瘤。当经过基因编程的小肠结肠炎耶尔森菌被注射到患有黑色素瘤的小鼠的血液内后，它们选择性地附着在肿瘤上，导致多达2/3的肿瘤消失，且没有观察到严重的副作用。该公司刚刚启动了基因编程小肠结肠炎耶尔森菌治疗实体瘤患者的人体临床试验。总部位于美国密苏里州的BioMedValleyDiscoveries公司正在研究梭状芽孢杆菌攻击肿瘤的能力，他们将其与检查点抑制剂帕博利珠单抗联合使用。公司总裁布伦特·克莱德表示，试验原理是让细菌从内到外对抗肿瘤，而让帕博利珠单抗从外到内对抗肿瘤，以实现内外夹击。结果将在今年晚些时候公布。克莱德指出，利用细菌对付肿瘤还是一个新兴的领域，仍有很多东西需要学习，但希望很大。巴蒂斯特说，多亏巴尔布尔尝试了这种不同寻常的疗法，科学的进步要归功于这些人的勇气。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1370483.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1370483.htm

蜜蜂蜂巢底部的碎片可以提供城市微生物组的快照

蜜蜂蜂巢底部的碎片可以提供城市微生物组的快照与我们的内脏充满了微生物一样，城市也有小型生物组，是在环境中生长的各种类型的小生物的组合。而且，就像分析我们内脏中的微生物组可以揭示关于我们身体状况的重要细节一样，对城市的小生灵做同样的事情可以揭示关于什么样的真菌、细菌和其他小生命形式与人类城市居民一起生活的数据。虽然有可能使用人类研究人员来收集一个城市的微生物组数据，但这种实地研究可能是昂贵的，劳动密集型的，而且费时。因此，来自纽约大学、麻省理工学院、普拉特学院和威尔康奈尔医学院的研究人员决定寻求一种昆虫的帮助，这种昆虫每天都会在世界各地的城市中飞驰：蜜蜂。由于蜜蜂每天可以在离其蜂巢两英里（3公里）的范围内觅食，研究人员认为它们可以成为人类现场研究人员的优秀替身。当蜜蜂从它们在城市街道上辛勤劳作的日子回来时，它们会在蜂巢的底部沉积细小的碎屑。通过分析这些碎片，研究人员发现了一些有趣的细节。在一项使用纽约布鲁克林区三个屋顶蜂巢的试点研究中，研究人员采取了蜂巢拭子，并检查了蜂蜜、蜂体和蜂巢碎片，以找出哪一个将提供最丰富的数据来源。碎片提供了最丰富的数据集，因此下一步是分析来自世界各地蜂巢的碎片。研究小组发现，他们研究的每个城市都在蜂巢碎片中发现了不同的基因特征。例如，在悉尼，样本显示了来自橡胶降解细菌的遗传物质，而墨尔本则更绿色，大量来自桉树的遗传物质出现在蜂巢的底部。对威尼斯的蜂巢的分析显示，来自与腐木和枣树有关的真菌的DNA在碎片中占主导地位。对东京蜂巢的分析不仅发现了用于发酵酱油的酵母的DNA，而且还发现了猫立克次体的存在，这是一种从猫身上传播给人类的病原体，引起一种通常被称为猫抓热的疾病。这一发现使研究小组相信，利用蜜蜂跟踪城市环境可能有希望成为追踪人类疾病传播的一种方式，尽管他们说目前的发现过于初步，无法就此得出明确的结论。"最让我们惊讶的是，蜜蜂不仅从它们接触的植物中收集微生物信息，而且还从它们穿越的微生物云中收集与其他环境或生物有关的信息，"纽约大学的ElizabethHénaff说，她是这项研究的主要作者。"这项研究对于理解如何设计我们的建筑环境以承载多物种城市具有意义。"对蜂巢碎片的额外分析也提供了关于可能影响蜜蜂健康的微生物的信息。在一些蜂巢中，科学家们发现了几种微生物，它们的存在表明蜂巢是健康的，但在另一些蜂巢中，他们发现了表明相反情况的病原体，这表明蜜蜂碎片分析可能是衡量蜂巢状态的一个好方法。这项研究已经发表在《环境微生物组》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1352067.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1352067.htm

新研究向抗病微生物组疗法迈出重要一步

新研究向抗病微生物组疗法迈出重要一步现在，哈德逊医学研究所（HudsonInstituteofMedicalResearch）与美国系统生物学研究所（InstituteforSystemsBiology）和澳大利亚莫纳什大学（MonashUniversity）的科学家合作开展的新研究发现了一种方法，可以确定肠道中哪些物种最重要，以及它们之间的相互作用如何影响微生物组和更广泛生物学的健康，并为治疗炎症性肠病、感染、自身免疫性疾病和癌症等一系列健康问题的新进展铺平了道路。哈德逊研究所副教授塞缪尔-福斯特（SamuelForster）说："健康的肠道中大约有1000种不同的细菌--这是一个微观的多元文化社区，拥有超过一万亿的个体成员。我们微生物群落中的细菌以群落的形式存在，它们相互依赖，相互产生和分享关键的营养物质"。研究人员表示，通过研究复杂微生物群的计算模型，他们不仅可以了解微生物的构成和相互作用，还可以了解它们如何影响周围的身体。福斯特说："我们开发了一种新的计算方法来了解这些依赖关系及其在塑造我们的微生物群方面的作用。这种新方法解开了我们对肠道微生物群的理解，为选择性重塑微生物群落的新治疗方案奠定了基础。"克罗恩病就是一个例子，研究小组证实它与微生物群中的硫化氢有关。研究人员发现，与之前的研究相反，该病是由于使用硫化氢的细菌减少而引发的，而不是产生硫化氢的物种增加。福斯特和他的团队与总部位于阿德莱德的生物技术公司BiomeBank有着长期的合作关系，该公司正在研究通过恢复肠道微生物生态来治疗和预防疾病的新方法。通过哈德逊医学研究所与BiomeBank的合作，这些对群落结构的深入了解将为合理选择微生物组合进行有针对性的干预提供机会。使用计算方法研究微生物群落可能是了解如何针对群落中的复杂关系采取意义深远的健康干预措施的关键一步。"这是开发复杂微生物疗法的重要一步，"领衔作者瓦内萨-马塞利诺（VanessaMarcelino）说。"这种方法使我们能够识别和排列细菌之间的关键相互作用，并利用这些知识预测改变群体的有针对性的方法"。该团队目前正与生物技术公司BiomeBank合作，以便将他们的发现付诸实践，找到利用肠道微生物群生态学治疗和预防疾病的新方法。福斯特说："通过哈德逊医学研究所与BiomeBank的合作，我们对群落结构的这些见解将为合理选择微生物组合进行有针对性的干预提供机会。"该研究发表在《自然通讯》（NatureCommunications）杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1391753.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1391753.htm

复杂的微生物大都会：微生物学家揭示细菌的跨代团队合作

复杂的微生物大都会：微生物学家揭示细菌的跨代团队合作当细菌建立群落时，它们会进行跨代合作并共享养分。巴塞尔大学的研究人员利用一种新开发的方法首次成功地证明了这一点。这项创新技术能够跟踪细菌群落在不同时间和空间发展过程中的基因表达。在自然界中，细菌通常生活在群落中。它们集体定植于我们的肠道，也被称为肠道微生物群，或形成生物膜，如牙菌斑。群落生活给单个细菌带来了许多好处，例如增强了对恶劣环境条件的适应能力、向新领地扩张以及从共享资源中获得共同优势。细菌群落的发展是一个非常复杂的过程，在这个过程中，细菌会形成错综复杂的三维结构。在11月16日发表在《自然-微生物学》（NatureMicrobiology）杂志上的最新研究中，巴塞尔大学生物中心的克努特-德雷舍尔（KnutDrescher）教授领导的研究小组详细研究了细菌群落的发展过程。他们在方法上取得了突破性进展，能够同时测量基因表达，并对微生物群落中单个细胞在空间和时间上的行为进行成像。琼脂板上的枯草杆菌群(彩色图像）图片来源：巴塞尔大学生物中心"我们使用枯草杆菌作为模式生物。这种无处不在的细菌也存在于我们的肠道菌群中。"研究负责人克努特-德雷舍尔（KnutDrescher）教授解释说："我们发现，这些生活在群落中的细菌会进行跨代合作和互动。前几代人为后几代人沉积代谢物"。他们还在细菌群中发现了不同的亚群，它们产生和消耗不同的代谢物。一个亚群分泌的一些代谢物会成为后来出现的其他亚群的食物。研究人员将最先进的自适应显微镜、基因表达分析、代谢物分析和机器人采样结合在一起。利用这种创新方法，研究人员能够在精确定位的地点和特定时间同时检测基因表达和细菌行为，并识别细菌分泌的代谢物。因此，细菌群可分为三个主要区域：菌群前沿、中间区域和菌群中心。不过，这三个区域呈现出渐变的特点。"根据区域的不同，细菌的外观、特征和行为也各不相同。边缘的细菌大多是运动的，而中心的细菌则形成非运动的长线，从而形成三维生物膜。"第一作者汉娜-杰克尔（HannahJeckel）解释说："原因之一是空间和资源的可用性不同。"具有独特行为的细菌的空间分布使群落能够扩展，同时也能隐藏在保护性生物膜中。这一过程似乎是细菌群落的普遍策略，对它们的生存至关重要。"这项研究说明了细菌群落的复杂性和动态性，揭示了单个细菌之间有利于群落的合作互动。因此，空间和时间效应在微生物群落的发展和建立中起着核心作用。这项工作的一个里程碑是开发了一种开创性的技术，使研究人员能够以前所未有的分辨率获取多细胞过程的全面时空数据。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1401329.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1401329.htm

细菌战甲：青蛙疫苗如何改变微生物组以对抗致命真菌

细菌战甲：青蛙疫苗如何改变微生物组以对抗致命真菌该研究于6月12日发表在皇家学会哲学会刊B的特刊上，表明微生物组反应可能是疫苗功效中一个重要的、被忽视的部分。“构成动物微生物组的微生物通常可以帮助抵御病原体，例如通过产生有益物质或通过与病原体竞争空间或营养物质，”宾夕法尼亚州立大学生物学副教授兼研究负责人GuiBecker说。“但是当你接种疫苗时，你的微生物组会发生什么变化，比如COVID疫苗、流感疫苗或黄热病疫苗等减毒活疫苗？在这项研究中，我们以青蛙作为模型系统开始探索这个问题。”青蛙和其他两栖动物受到壶菌的威胁，这导致几大洲的一些物种灭绝，数百种其他物种的种群数量严重下降。在易感物种中，这种真菌会导致有时致命的皮肤病。“壶菌是近代历史上野生动物保护最严重的病原体之一，如果不是最严重的话，迫切需要开发控制其传播的工具，”贝克尔说，他也是OneHealth微生物组中心和宾夕法尼亚州立大学传染病动力学中心的成员。“我们发现，在某些情况下，疫苗可以诱导微生物组发生保护性转变，这表明仔细操纵微生物组可以作为更广泛战略的一部分，帮助两栖动物，或许还有其他脊椎动物，应对新出现的病原体。”研究人员应用了一种疫苗，在这种情况下，一种由壶菌产生的代谢产物的非致死剂量用于蝌蚪。五周后，他们观察了微生物组的组成是如何变化的，确定了单个细菌种类及其相对比例。研究人员还在实验室中培养了每种细菌，并测试了特定于细菌的产品是否促进、抑制或对壶菌生长没有影响，将结果添加到该信息的大型数据库中并与之进行比较。“增加接触壶菌产品的浓度和持续时间会显着改变微生物组的组成，从而产生更高比例的细菌产生抗壶菌物质，”大学贝克尔实验室的硕士生SamanthaSiomko说。阿拉巴马州的研究人员和论文的第一作者。“这种保护性转变表明，如果一只动物再次接触到相同的真菌，它的微生物组将能够更好地对抗病原体。”以前在微生物组中诱导保护性变化的尝试依赖于添加一种或多种已知可产生有效抗真菌代谢物（即益生菌）的细菌。然而，根据研究人员的说法，细菌必须与微生物组中的其他物种竞争，并且并不总是能够成功地将自己确立为微生物组的永久成员。贝克尔说：“这些青蛙的皮肤上有数百种细菌，它们是从环境中吸收的，而且成分会定期变化，包括随季节变化。试图操纵微生物社区，例如通过添加细菌益生菌，是具有挑战性的，因为社区的动态是如此复杂和不可预测。我们的结果很有希望，因为我们基本上已经朝着更有效地对抗真菌病原体的方向操纵了整个细菌群落，而无需添加需要竞争资源才能生存的生物。”值得注意的是，微生物组内的物种总数多样性没有受到影响，只有物种的组成和相对比例受到影响。研究人员认为这是积极的，因为青蛙微生物组多样性的下降通常会导致疾病或死亡，而且人们普遍认为，维持多样化的微生物组可以让细菌和微生物物种群落更动态地应对威胁更高的功能冗余。研究人员表示，微生物组组成的这种适应性转变，他们称之为“微生物组记忆”，可能在疫苗功效中发挥重要作用。除了了解这种转变背后的机制外，研究小组还希望在未来研究成年青蛙和其他脊椎动物的微生物组记忆概念。“我们的合作团队实施了一种预防技术，该技术依赖于来自壶菌的代谢产物，”贝克尔说。“基于mRNA或活细胞的疫苗——就像那些通常用于预防细菌或病毒感染的疫苗——可能会对微生物组产生不同的影响，我们很高兴探索这种可能性。”...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1364805.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1364805.htm