美國(guó)人庫(kù)麗13歲那年,她的外婆和奶奶在半年內(nèi)相繼死于癌癥(分別為肺癌和腸癌)。年少的她不僅很難接受這樣的悲劇,而且對(duì)自家冰箱上張貼的美國(guó)癌癥學(xué)會(huì)海報(bào)感到困惑。這張海報(bào)上有30種果蔬的照片,還寫著:“選擇好的食物,可能有助于預(yù)防一些癌癥。”
根據(jù)這張海報(bào)上的指南,庫(kù)麗的外婆和奶奶吃得都很健康,比如她們都愛(ài)吃切絲沙拉、烤蔬菜和石榴,這些食物提供的抗氧化物很多。她們也愛(ài)吃對(duì)腸道很有好處的食物,如酸奶。兩位老人擁有如此健康的飲食習(xí)慣,為何還是死于癌癥?為何健康飲食也無(wú)法讓人完全避免腸癌?食物與癌癥之間到底有伺關(guān)系?對(duì)這些問(wèn)題的好奇讓今天的庫(kù)麗成為一名致力于糞便樣本基因測(cè)序的腫瘤研究者。包括庫(kù)麗在內(nèi)的許多腫瘤研究者希望通過(guò)研究,回答目前腫瘤研究中最迫切的問(wèn)題之一:腸道細(xì)菌的質(zhì)量和多樣性,是否決定著對(duì)癌癥患者的治療效果?
通過(guò)研究乳腺癌和肺癌患者的糞便,庫(kù)麗等人發(fā)現(xiàn)這些患者的腸道菌群中缺失一些重要細(xì)菌,尤其是厚壁菌門細(xì)菌,這就能解釋為什么免疫檢查點(diǎn)抑制劑(能阻斷充當(dāng)癌癥幫兇的蛋白質(zhì),從而有助于免疫系統(tǒng)對(duì)付癌細(xì)胞的藥物)對(duì)一些患者不起作用。庫(kù)麗等人相信,這些細(xì)菌對(duì)于藥物對(duì)免疫系統(tǒng)起效來(lái)說(shuō)很重要。
庫(kù)麗等人2017年建立了一個(gè)機(jī)構(gòu),專門研究腸道細(xì)菌和癌癥之間的關(guān)系。該機(jī)構(gòu)正準(zhǔn)備進(jìn)行臨床試驗(yàn),測(cè)試一些腸道菌群能否改善免疫檢查點(diǎn)抑制劑對(duì)乳腺癌和非小細(xì)胞肺癌患者的效果。該機(jī)構(gòu)還在研發(fā)的第二個(gè)產(chǎn)品針對(duì)的是CAR-T療法,該療法運(yùn)用經(jīng)過(guò)基因改造的患者自身免疫細(xì)胞來(lái)治療癌癥。庫(kù)麗等人希望用健康腸道菌群制成藥丸,修復(fù)患者因抗生素和食物不健康而受損的腸道菌群。事實(shí)上,就算健康者也可能缺失這些腸道細(xì)菌,但癌癥患者和免疫弱化者更可能缺失這些細(xì)菌。
科學(xué)家相信,至少70%的免疫細(xì)胞存在于腸道中。雖然腸道常常被稱為“第二大腦”,但科學(xué)家直到2005年才開(kāi)始關(guān)注腸道菌群。這一年,一篇開(kāi)群天辟地的論文揭示了肥胖鼠與苗條鼠的腸道菌群明顯有別。此后,科學(xué)家嘗試用糞便菌群治療腸炎患者,并獲得成功。不過(guò),用健康苗條者的糞便菌群讓肥胖患者減肥的嘗試沒(méi)有成功。
過(guò)去十年來(lái),科學(xué)家一直在探索腸道菌組在抑郁癥、自閉癥和帕金森病等多種疾病中的作用。通過(guò)研究菌群,可能有助于確定藥物是否對(duì)疼痛和心臟病患者有效。雖然腸道細(xì)菌與健康之間的關(guān)系越來(lái)越清楚,但科學(xué)家在把菌群作為一種治療手段方面還遠(yuǎn)未成功。例如,怎樣才能讓菌群朝著某個(gè)方向穩(wěn)定地改變?科學(xué)家發(fā)現(xiàn),僅僅靠補(bǔ)充益生菌效果并不好。
大腦和腸道相互影響。
2019年,三篇有關(guān)操控菌群以影響治療效果的論文發(fā)表,震動(dòng)了癌癥治療領(lǐng)域。在其中的一項(xiàng)研究中,法國(guó)科學(xué)家把采用免疫檢查點(diǎn)抑制劑治療成功和未成功患者的腸道細(xì)菌移植到實(shí)驗(yàn)鼠腸道,兩周后向?qū)嶒?yàn)鼠注射癌細(xì)胞,然后每三天注射一次免疫檢查點(diǎn)抑制劑(一共注射兩周)。結(jié)果,藥物只在被移植入治療成功患者腸道細(xì)菌的患癌實(shí)驗(yàn)鼠身上起效了。美國(guó)科學(xué)家針對(duì)轉(zhuǎn)移性皮膚癌進(jìn)行類似的實(shí)驗(yàn),結(jié)果也一樣。在后一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)中,科學(xué)家用一根細(xì)管把糞便樣本注進(jìn)實(shí)驗(yàn)鼠食管。
這方面的人體試驗(yàn)即將進(jìn)行。但患者缺失的腸道細(xì)菌將以孢子(而非糞便冷凍樣本)的形式移植給患者??茖W(xué)家也在跟蹤患者的生活方式,包括膳食纖維攝入情況,以確定抗癌藥物效果、腸道細(xì)菌和食物之間的關(guān)系。
庫(kù)麗對(duì)親人們?cè)?0世紀(jì)90年代患癌去世仍然感到不解。她希望基因測(cè)序工具能夠更清晰地揭示腸道菌組與癌癥之間的關(guān)系,從而帶來(lái)癌癥診斷和治療的新手段。為此,需要克服一大障礙——缺乏糞便樣本??茖W(xué)家需要癌癥患者、康復(fù)者、有癌癥家族史者和其他所有人的糞便樣本,但人們認(rèn)為糞便太臟而不好意思??茖W(xué)家已經(jīng)發(fā)起有償捐贈(zèng)糞便樣本的活動(dòng),相信會(huì)有收獲。