科学家攻克肿瘤与细菌“对话”机制

历经长达8年的不懈努力，深圳科研团队成功解锁肿瘤与细菌之间的“对话密码”。

今年政府工作报告提出培育生物制造等未来产业，两会上生物医药创新发展的重要性被多次强调，体现了国家对科技创新和生命健康领域的高度重视。近日，中国深圳科研团队发表于国际学术期刊《细胞》的一项最新研究，成功揭示了细菌治肿瘤关键原理，在业界引起强烈反响，为利用细菌治疗恶性实体瘤提供了全新的思路。

中国科学院深圳先进技术研究院研究员、定量合成生物学全国重点实验室主任刘陈立，携手中国科学院上海营养与健康研究所肖意传研究员团队，成功攻克了肿瘤与细菌之间“对话”机制这一难题，首次系统性揭示了细菌抗肿瘤的关键原理，为恶性实体瘤的治疗开拓出一条全新道路。

该研究也是继2024年刘陈立与赵国屏在《自然综述:生物工程》上首次阐释“定量合成生物学”的研究范式及学科内涵之后，定量合成生物学在生物医药领域的生动示范。论文的共同第一作者为深圳先进院前博士后常志广、郭旋，研究员李雪飞、博士后臧中盛，以及上海营养与健康所王艳博士，刘陈立研究员和肖意传研究员则作为共同通讯作者。

曲折历程　历时8年解锁“对话密码”

南都记者获悉，今年政府工作报告中提到的“未来将实施新兴产业和未来产业培育行动”这一战略部署，让深圳的科研工作者倍感振奋。生物制造与量子科技、具身智能、6G等产业被列入未来产业，正迎来前所未有的发展机遇。

细菌用于治疗实体瘤的尝试，可追溯至150多年前。但受限于当时技术条件，细菌疗法在安全性与疗效稳定性上问题重重，很快便在历史长河中沉寂，鲜有人继续深入探索。直至近年来，合成生物学技术突飞猛进，细菌疗法才重获生机。

尽管不断有新型“细菌制剂”见诸报道，可始终未能成功走进临床应用，根源就在于几个关键问题悬而未决:细菌怎样巧妙避开先天免疫系统的攻击?又如何有效激发机体的抗肿瘤免疫反应?细菌疗法的安全性该如何保障?

刘陈立研究员指出:“细菌作为活物，能在肿瘤环境中存活繁衍，必然掌握了逃避免疫系统攻击的方法；与此同时，它还能抑制肿瘤生长，说明其具备激活抗肿瘤免疫的能力。这看似矛盾的现象背后，实则是我们对细菌与肿瘤间‘对话’机制还不了解。搞清楚这一机制，是研发安全、高效治疗方案的关键所在。”

自2017年起，刘陈立团队投身于将定量合成生物学思路引入细菌治疗肿瘤的研究工作。历经长达8年的不懈努力，团队终于成功解锁肿瘤与细菌之间的“对话密码”，不但填补了细菌治疗肿瘤领域的理论空白，更为后续癌症治疗策略的革新提供了理论支撑。

　　机制原理　白介素-10信号分子唤醒“抗癌尖兵”

研究伊始，刘陈立团队便对细菌治疗肿瘤展开细致观察，并精心构建出一种特殊的合成菌株。实验惊喜地发现，该合成细菌在结肠癌、黑色素瘤、膀胱癌等多种疾病动物模型中，均展现出极为出色的治疗效果，彰显出其在肿瘤治疗方面强大的靶向性与广谱性。

但谜题接踵而至，细菌究竟凭借何种手段抑制肿瘤生长?又如何巧妙伪装，不被免疫系统识别并消灭?经过深入研究，团队发现细菌借助一种名为白介素-10的信号分子，与肿瘤内的免疫细胞展开“交流”。它诱导肿瘤内的巨噬细胞大量分泌白介素-10，进而对细菌的天敌——中性粒细胞施展“定身术”，使其动弹不得，成功躲避免疫细胞的围追堵截。

奇妙的是，细菌为求生存激发的白介素-10信号分子，竟意外“唤醒”了肿瘤内处于休眠状态的“抗癌尖兵”——CD8+T细胞，这些细胞瞬间被激活，迅速对肿瘤发起凌厉攻势。正是这一阴差阳错却又精妙绝伦的机制，让细菌既能在肿瘤环境中安然存活，又能协同免疫系统对肿瘤实施有效打击。

在安全性保障方面，刘陈立团队还有另一重大发现。他们留意到免疫细胞中存在一种“迟滞效应”机制，这种机制使肿瘤组织中的白介素-10受体水平高，正常组织中的白介素-10受体水平低。团队通过采集并深度分析27种不同癌症患者的临床样本，验证了这一机制。这一差异使得细菌仅能在肿瘤内部巧妙躲避抗菌免疫细胞的追杀，一旦进入正常组织器官，便会被有效地清除，从而为细菌治疗的安全性加上了一道“保险锁”。

意义非凡　癌症治疗步入“精准时代”的新希望

研究团队将该疗法在多种动物模型中反复验证，结果令人振奋:经合成生物改造的细菌，对多种肿瘤的生长、复发及转移均展现出强大的抑制能力。

这项研究意义非凡，研究团队首次精准揭示细菌抗肿瘤的关键机制，为借助合成生物技术精准改造细菌提供了理论指导。这一突破，标志着细菌疗法正式从传统的“以毒攻毒”粗放模式，迈入精准调控的崭新时代。

研究团队表示:“通过结合合成生物实验与定量数学模型，我们得以精准模拟细菌在肿瘤内的行为，进而设计出更为高效的疗法。这就好比破解了合成生物系统与免疫系统之间的‘神秘语言’，让科学家能够重新编写合成生物系统的‘程序’，为癌症治疗开拓出全新思路。”

目前，该研究正稳步向临床试验阶段推进。展望未来，医生通过检测患者肿瘤组织中白介素-10受体的表达水平，便能精准筛选出适合细菌治疗的患者，为制定个性化治疗方案提供科学依据。同时，经工程化改造的抗瘤菌还可化身智能递送载体，实现治疗药物的精准释放，打破传统给药系统的局限，为恶性肿瘤治疗开辟出一条充满希望的新路径。

当前全球肿瘤细菌疗法研究正处于从实验室向临床转化的关键阶段，中国、美国、欧洲等地的十余项临床试验正在探索不同菌株的可行性。中国在以合成生物学驱动的工程菌设计、肿瘤微环境精准调控等方向已形成特色优势。

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　　学科交叉团队正推动科研成果临床转化

本次“细菌治肿瘤”项目研究团队的核心成员主要来自国内高校和科研院所，兼有海外学习工作背景，学科覆盖合成生物学、生物信息学、肿瘤免疫学等多个领域。这种多学科交叉融合的模式，既体现了科研教育体系对复合型人才的培养成效，也为解决复杂科学问题提供了创新视角。

“团队成员都是80后、90后，很年轻，有活力，有干劲。”中国科学院深圳先进技术研究院合成生物学研究所合成生物进化研究中心研究员李雪飞透露，团队也在积极推动成果的临床转化，希望能发挥细菌疗法潜在的广谱性、低成本优势，期待未来能为患者带来持久的疗效。

研究团队表示，将围绕国家需求、科技前沿和区域经济的共同需求，探索三者的最大公约数，积极承担重大科技任务、产出重大科研成果、开展重大成果转移转化，形成出成果、出人才、出经验的良好机制。

采写:南都记者 周正阳

摄影:南都记者 刘有志 冷锋