Cancer Cell+1！癌细胞休眠新机制，竟是细菌在作祟！

肿瘤浸润细菌已在多种黏膜癌中被发现，并被视为肿瘤微环境的重要组成部分。流行病学研究显示，具核梭杆菌在结直肠癌中富集，与肿瘤进展、复发及耐药相关。既往研究聚焦其细胞内存在，并认为其通过诱导炎症因子（如 IL-8、CXCL1、GM-CSF）及激活多种促肿瘤信号通路（E-钙黏蛋白/β-连环蛋白、TLR4/NF-κB 等）促进癌细胞增殖或改变细胞状态。然而其在肿瘤内空间分布及生态位影响机制仍未完全阐明。

美国德克萨斯大学MD安德森癌症中心揭示胞外梭杆菌在低细胞密度和低增殖肿瘤微环境中富集，破坏上皮连接并诱导癌细胞进入静止状态。该静止状态与转移、免疫逃逸和化疗耐药相关，提示微生物可通过非增殖途径深度重塑肿瘤微环境。

一．研究利用多重IHC、RNAscope及高分辨率共聚焦成像，揭示口腔鳞状细胞癌（OSCC）与结直肠癌（CRC） 中细菌主要富集于坏死肿瘤区域，并显著改变癌细胞空间组织结构。在细菌定植区域，癌细胞呈散在分布、核间距增大、细胞外间隙扩张，细胞密度显著降低（近邻分析与 Ki67 染色）。

二．通过成像和MOI定量分析发现，高细菌载量区域（MOI>80）主要呈细胞外定位，伴随更低的细胞密度、增大的细胞间距离及组织结构破坏；而低载量区域（MOI<20）细菌较少且分布更集中。该模式在多种癌症及模型中一致，说明肿瘤内细菌尤其是胞外具核梭杆菌可重塑肿瘤微环境并影响癌细胞增殖与组织结构。

三．具核梭杆菌可破坏癌细胞之间的上皮细胞连接。在二维培养中，细菌导致细胞脱落、单层扩张受阻、细胞距离增大、数量减少；在三维球体中，细菌进入细胞间隙，破坏紧密连接，使球体松散、不规则。活细胞成像、电镜及空间分布分析均表明，细菌通过破坏细胞间黏附，造成结构松散、细胞散在分布，与肿瘤组织中高菌载区域的现象一致。

四．具核梭杆菌可使癌细胞进入 G0–G1 期停滞，显著抑制增殖。在二维与三维培养、不同菌株及小鼠细胞系中均观察到 G0–G1 期细胞比例上升、G2–M 期下降，并非由选择性G2–M死亡导致。去除细菌后细胞可恢复增殖。该静止状态赋予细胞对化疗药5-FU的耐受性，体内外均能促进治疗后肿瘤再生。临床分析显示，高梭杆菌负荷与直肠癌新辅助治疗反应不佳相关。

五．为了评估上皮细胞间接触在细胞周期调控中的作用（这里也是和之前的发现有关，细菌破坏细胞之间的成团，进而增殖下降），利用胰酶或 DMSO破坏上皮细胞间接触会使癌细胞进入 G0–G1 期停滞并减少细胞数，恢复接触后细胞重新进入增殖周期。三维培养比二维更易出现核梭杆菌诱导的 G0–G1 阻滞，并导致信号通路、转录与翻译基因显著下调，呈现静止样状态。同时，感染上调促肿瘤与促炎基因（JAK-STAT、NF-κB、趋化因子等），且三维环境中效应更强，提示细胞间接触的破坏是细菌调控细胞周期与肿瘤进展的关键机制。

六．具核梭杆菌（广义）除了存在于细胞外外，还能侵入癌变上皮细胞。接着探索了一种主要不侵袭上皮细胞的梭杆菌——坏死梭杆菌（Fusobacterium necrophorum）是否也影响癌细胞周期动态。F. necrophorum同样可诱导癌细胞进入 G0–G1 期停滞，并减少细胞数量。其机制来自于细胞外细菌破坏上皮细胞间连接，而非细菌进入细胞或引发基因突变。3D 培养和肿瘤组织分析均显示感染后细胞间距增大、增殖减少、部分细胞发生凋亡，但大部分仍存活。总体说明胞外梭杆菌通过扰乱上皮结构而抑制癌细胞增殖，形成低 Ki67、低细胞密度的富菌微环境。

七．进一步利用 CosMx-SMI 对结直肠癌进行空间单细胞分析发现，在富含梭杆菌的微环境中，少量上皮癌细胞呈现分散排列、转录本数量减少、整体基因表达下调，表现出明显的静止表型，并伴随炎症基因上调以招募髓系细胞。邻近区域的上皮细胞则获得转化与侵袭特征。体外共培养验证了梭杆菌可诱导上皮细胞产生炎症因子，说明肿瘤内细菌驱动局部免疫反应并影响癌细胞状态。

综上，本研究揭示肿瘤内高负荷的胞外梭杆菌可直接作用肿瘤上皮细胞，导致细胞周期阻滞、转录静止、黏附丧失和空间分散，并促进邻近区域炎症、转化和侵袭表型。这一细菌驱动的静止状态削弱化疗敏感性并可能增加复发风险。多模型验证强调细菌是肿瘤微环境的关键调控因子，具有潜在治疗靶点价值。