有种“天价”抗癌疗法,“一针一套房”但却可能换回一条命,有可能在几个月内成功清除癌细胞,它就是——CAR-T疗法。
1992年,科学家们开始尝试改造免疫T细胞,使其拥有靶向癌细胞的能力,来实现清除癌细胞甚至治愈A症的目的。如今,这些经过基因改造的免疫细胞——嵌合抗原受体T细胞(CAR-T),已成为治疗多种A症以及自身免疫疾病的有力手段之一!
然而,这支耗资百万、承载着无数生命厚望的“救命药”,却面临巨大的困境:例如在CAR-T成熟应用的B细胞淋巴瘤的治疗中,高达40%的患者对其“天生”耐药,或很快复发。
面对这个亟待解决的棘手问题,近日,一篇发表在A症研究领域重要期刊《Cancer Discovery》上的研究找到了解法——影响这百万救命药成败的关键因素,可能是我们肠道菌群[1]!
肠道菌——CAR-T的超强“友军”?
要更好地理解本篇研究,我们首先需要认识一下今天的主角——CAR-T。
CAR-T治疗,简单来说就是给体内负责免疫监视、清除癌细胞的T细胞们安装上嵌合抗原受体(CAR),让它们能破解癌细胞的“伪装”,精准打击A症,从而利用免疫系统达到显著缓解A症,甚至“治愈”A症的效果!
图注:CAR-T的概念与治疗流程
目前的CAR-T产品主要是针对多发性骨髓瘤、B细胞淋巴瘤、急性淋巴细胞白血病这3类血液瘤,靶向癌细胞表面的CD19和BCMA“特征分子”。这项技术给许多患者实现了真正的“续命”,例如对于成人复发性淋巴瘤患者,CAR-T疗法能够使40%-54%的患者的肿瘤完全消失(其他治疗方法仅7%)。
然而,正如我们开头提到的,奇迹并非人人都能拥有——为什么同一支药物,在不同的身体上会出现如此天壤之别的效果?
研究者分析了58名接受抗CAR-T细胞治疗的患者(大部分为B细胞淋巴瘤)的粪便、血液、肿瘤样本,对比了他们中CAR-T治疗有效(ORR+)和无效(ORR-)患者的各种变化。结果发现,区别最明显的,竟然就是肠道中的Akk菌!
图注:检测流程
在CAR-T治疗有效的患者肠道中,Akk菌的丰度显著更高,而在治疗无效的患者体内则常常难觅其踪。
图注:CAR-T治疗有效的患者肠道中Akk菌的丰度显著更高
经常看派派的读者朋友,应该对Akk菌都多少有过了解了。它被誉为“长寿菌”和“下一代益生菌”,在百岁老人肠道中更多更普遍,有增强肠道健康、改善代谢健康、抗炎、增强免疫等诸多抗衰效果。但这次,Akk显然更“出息”了,竟然可能增强抗癌效果?
研究者发现,所有7名体内有Akk菌的患者的6个月总缓解率(ORR)都达到了预期,而没监测到Akk菌的患者这一比例则仅为42%。也就是说,Akk菌真的与CAR-T治疗的效果相关!
图注:接受抗CAR-T 胞治疗的患者的患病率以及Akk菌相对丰度
为了验证是否真的有帮助,研究者给一些患有淋巴瘤、使用了CAR-T治疗的小鼠额外补充了Akk菌,结果,这些鼠鼠的CAR-T治疗效果更强了,寿命也因此延长了约50%!就算复发,时间也相对晚了许多。
图注:Akk菌的补充增强了小鼠CAR-T治疗效果,延长小鼠生存时间
为了搞清楚Akk菌具体是如何发挥作用的,研究者首先检查了小鼠淋巴瘤部位,发现了一些蛛丝马迹:
不管吃不吃Akk菌,鼠鼠的CAR-T细胞在血液中的数量、聚集在癌细胞处的CAR-T细胞数量、免疫因子(如GM-CSF和IFNγ)的分泌等几乎都没有什么差异。但是,CAR-T细胞的“杀伤效率”却随着Akk菌的补充显著增强,这才有效清除了癌细胞。
图注:血液中CAR-T细胞的扩增数量和免疫因子分泌情况以及肿瘤浸润情况
也就是说,Akk菌对CAR-T抗癌的“增强buff”,可能是通过“强化”CAR-T细胞的免疫功能来实现的。于是,线索就自然而然地指向了免疫细胞的主要“后勤部门”——骨髓。
骨髓是除了可以造血,还是许多免疫细胞(如T细胞、B细胞和自然杀伤细胞)发育和储存的部位,而CAR-T细胞在输入人体后,可以在骨髓中进一步分化和增殖,“升级”它们自身的抗肿瘤活性。
果然,在补充Akk菌的小鼠骨髓中,CAR-T细胞的数量显著飙升,大量CAR-T细胞聚集在了骨髓组织中,促进了CAR-T细胞向骨髓的“归巢”和“驻留”。而数量变多的同时,质量也变得更好了,最具杀伤力的CD8+细胞比例显著更高,代表“疲劳”的标志物PD-1减少了,同时还产生了更多强效的抗癌细胞因子干扰素-γ。
图注:补充Akk菌促进了CAR-T细胞向骨髓的归巢,增强CAR-T细胞的杀伤能力
也就是说,骨髓正是Akk菌远程“遥控”CAR-T细胞的据点!但问题来了,Akk菌只能长期驻扎在肠道,不能“亲自动手”,那么,它究竟是如何实现对CAR-T细胞的“战力加成的呢”?
肠道菌如何远程加强CAR-T?
既然Akk菌无法亲自离开肠道,那一定是通过肠道代谢物“代劳”咯?研究者发现,Akk菌在肠道中会利用食物中含有的色氨酸,将其代谢为吲哚类物质(就是那个传说中“淡”可茉莉花香,“浓”就奇臭无比的物质!)。
图注:Akk菌可能通过代谢物吲哚类物质发挥作用
大量研究表明,这类物质能与芳香烃受体(AhR)结合[2]。而AhR恰好是对免疫细胞(包括T细胞)的分化、激活和功能的调节至关重要的受体[3]。因此,研究者猜测:这些吲哚,可能就是Akk菌发送的“遥控信号”,而它调控的可能就是AhR受体。
于是研究者敲除了一些CAR-T细胞的AhR,结果,这批细胞被输入小鼠体内后,即使补充了足够的Akk菌,也没有发现任何之前骨髓中观察到的改善,抗癌的效果也被打回了原形。
图注:敲除AhR后,补充Akk菌带来的增益效果消失
所以,Akk菌其实是通过吲哚来激活CAR-T细胞在骨髓中的AhR,从而启动了一整套“集结、优化和升级”,最终成为了CAR-T抗癌的最强“辅助”。
从“最强的武器”到“最好的生态”
从另外的角度打开这项研究,派派发现,不论是CAR-T疗法还是其他A症疗法,甚至是一些衰老干预方式,都可以看做一枚干预的“种子”,而我们的身体环境,才是决定“种子”是否能茁壮生长的重要的“土壤”。
而再好的种子,如果种在了一块贫瘠的土壤上,也不太容易有好的“结果”。所以,先改善内部的“土壤环境”,可能不只是帮助A症治疗的方法,还是我们能够健康活到老的秘诀呢?
目前我们能做的,就是尽力改善我们身体的“内环境”。拥有这些健康的肠道菌群,的的确确是个有备无患的方法。
日常膳食中,补充Akk菌的方法有很多,例如全谷物和富含膳食纤维的食物,菊粉、低聚果糖(FOS)等益生元补剂;富含多酚的食物如蔓越莓、蓝莓、草莓、黑莓、山莓等浆果,核桃、榛子等坚果;另外,喝茶也是可以的[4]。
不过,激动之余,再回归本研究,派派肚子里憋了一堆问题(质疑):将Akk菌用于帮助A症治疗,是否有些“夸张”呢?研究又是如何将这两个看似不相关的因素“结合”到一起的呢?
该如何看待Akk菌的角色?
其实,在解决CAR-T耐药这方面,更为主流的方式多为对CAR-T本身进行改造,例如设计同时识别多个靶点的CAR,防止癌细胞逃逸;或是在CAR-T细胞上额外表达一些细胞因子(如IL-12, IL-15),让它们自带“武装”;或是改用健康捐献者的T细胞来制造CAR-T等等。
所以,将Akk菌用于帮助治疗A症,目前看来,更多是希望能通过联用达到“1+1>2”效果的手段。不得不说,Akk的确表现很好~
目前,除了Akk菌,双歧杆菌、脆弱拟杆菌、瘤胃球菌科/粪球菌属[5]也被发现对A症免疫治疗有帮助的“好细菌”。此外,粪菌移植FMT、定制益生菌合剂等其他肠道菌干预手段[5; 6]也已经在开发中~
不得不提的是,本研究得到了一个名为Ever Immune的公司的赞助,该公司源于欧洲最大的A症中心Gustave Roussy,一直致力于探索恢复肠道微生物群的失衡,防止对A症治疗的耐药,从而延长A症患者的寿命的方法。
图注:公司官网首页
此前,该公司还开展过Akk菌改善PD-1抗癌治疗的临床试验。这次,用他们最成熟、最有信心的Akk菌,去解决CAR-T治疗这个极具价值的临床难题,将它推向更多治疗A症的可能,的确是加速成果转化的常见模式。
而本次研究之所以选择Akk菌,就算有一部分“资助”的因素在,但Akk菌的确展现了很好的“助益抗癌”效果,可以说是一场互相成就的“双赢”了~
—— TIMEPIE ——
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