1研究总体背景
常规的细菌癌症疗法通常需要基因工程技术用于细菌减毒和改善药物功效，这限制了该疗法的广泛应用。
因此，探索具有更强先天功效和更高肿瘤特异性的天然生物相容性细菌是十分重要的。
肿瘤驻留微生物群（Tumor-resident microbiota）可能是另一种探索新颖、功能性、天然的细菌抗癌疗法的途径。最近的证据表明，肿瘤内细菌对癌症治疗的疗效有影响。作者的目的是从肿瘤驻留微生物群中探索高度靶向的癌症免疫治疗细菌，评估分离的肿瘤内细菌的抗癌功效。
为了探究肿瘤内细菌抗癌的机制，日本科学技术高等研究所Eijiro Miyako研究团队在Advanced Science（IF 15.1）上发表题为Discovery ofIntratumoral Oncolytic Bacteria Toward Targeted Anticancer Theranostics的研究性论文。
2文章构思特点
该研究表明分离的瘤内细菌具有固有的生物相容性和强大的免疫原性抗癌功效，可以优先在靶向肿瘤环境中生长和增殖，有效地在小鼠模型中引发强烈的抗癌反应。
此外，功能性细菌处理的小鼠表现出优异的抗癌反应，存活率显著延长。
本文主要研究思路为：
1.分离功能性细菌并探索其在肿瘤治疗中的肿瘤内传递和治疗效果；
2.利用荧光显微镜评估细菌对癌细胞和肿瘤球体的渗透；
3.进行微生物FISH试验，定位肿瘤切片中的细菌；
4.对肿瘤组织进行免疫组化染色，对肿瘤免疫细胞进行流式细胞术分析；
5.使用多种小鼠模型进行体内抗癌治疗，并使用体内成像系统对肿瘤进行成像分析。
3文章研究内容
01肿瘤中高效抗癌细菌的分离
作者先前发现非致病性天然紫色光合细菌沼泽红假单胞菌（RP）和绿色芽绿菌显示出多功能性和生物相容性，可在高度活跃的癌症中作为癌症治疗诊断剂。
根据颜色反应，作者从实体瘤中分离极其有效的抗癌细菌A-gyo、UN-gyo和AUN（图1）。
图1. 实体肿瘤中分离抗癌细菌示意图
02功能菌的抗肿瘤作用
作者使用鼠结肠癌肿瘤同基因模型探究功能性细菌的体内抗肿瘤治疗功效。通过使用抗癌细菌处理小鼠，发现肿瘤内细菌及其微生物联合的抗癌策略可以有效地杀死原发肿瘤，并通过刺激全身抗肿瘤免疫激发免疫记忆。
图2. 结肠肿瘤小鼠的细菌治疗
03功能菌在肿瘤中的生物学分布
为阐明AUN和A-gyo的肿瘤渗透和根除能力，作者使用ICG-CRE纳米颗粒修饰A-gyo（ICG-CRE-A-gyo），发现A-gyo和AUN可以在血流的帮助下深入穿透实体瘤，并在肿瘤缺氧条件下厌氧增殖。
图3.细菌在癌细胞、球体和组织中的生物分布
04功能菌抑瘤机制的研究进展
肿瘤切片中caspase-3染色结果表明细菌的免疫刺激特征诱发大量的细胞凋亡，功能性细菌可以显著激活肿瘤内的免疫细胞并诱导肿瘤细胞死亡。
图4. 功能性细菌抑制肿瘤的机制
05功能性细菌对不同类型癌症的治疗扩展性
AUN在针对携带免疫原性鼠皮肤肉瘤（Meth-A）的肿瘤模型中具有显著有效性，并且没有任何副作用。
这些细菌还显示出针对源自非免疫原性鼠黑色素瘤（B16 F10）的转移性肺癌的有效抗肿瘤功效。虽然经A-gyo治疗的肺有轻微的转移性肺结节（小黑点），但它们看起来与健康的肺相似。
AUN治疗有效治愈免疫原性差且耐药的携带乳腺肿瘤（EMT 6/AR 1）的小鼠，并且对小鼠的体重没有产生不利影响。
综上，功能性细菌的免疫功效在根除耐药性侵袭性癌症中是高度有效的。
图5. 功能菌对耐药肿瘤模型的抗肿瘤作用
4研究创新点与局限性
本文的创新点在于：
（1）本研究中发现的功能性细菌可以在廉价培养基中大量增殖，无需任何复杂的过程，这表明它们可能解决抗癌药物的成本问题。
（2）此外，这些功能性细菌将是有用的“硬件”，可以与新兴的遗传和纳米工程方法组合进行遗传和化学操作，以通过调节代谢途径和负载纳米颗粒来获得更高的治疗性能和更多功能。
本文局限性在于：
1. 缺乏临床数据:本研究主要集中在动物模型的体外和体内实验。这些发现不能直接转应用于人类患者，需要进一步的临床研究来验证所提出方法的有效性和安全性。
2. 有限的通用性:本研究主要研究功能性细菌对特定癌症类型的影响，如Colon-26肿瘤和Meth-A肉瘤。该方法对其他类型癌症的有效性尚不清楚，需要进一步研究。
5国自然拓展应用
瘤内微生物相关研究作为近年来稳步上升的研究热点，先后登上过Science、Cell等顶级期刊。目前，已有不少研究对某些种类肿瘤内的微生物进行了分析和标记。除此之外，开发分离出的微生物在化疗疗效、工程菌改造和疾病诊断方面的应用也有很广阔的前景。基于这篇文章的研究思路，可以从以下角度进行后续国自然前期基础的拓展：
01临床转化研究
文章主要集中在体外和动物模型上的实验研究。可以设计使用更接近于人体的模型，例如类器官模型进行实验，评估功能性细菌在人体肿瘤中的应用效果。
02多种癌症类型的研究
可以进一步探索功能性细菌在其他类型癌症中的应用效果，选择其他常见的癌症类型，如乳腺癌、肺癌等，评估功能性细菌的治疗潜力。
03安全性评估
这篇文章提到功能性细菌对动物模型中的肿瘤具有抗肿瘤效果，并且对体重没有不良影响。可以进一步评估功能性细菌的安全性，包括长期使用和潜在的副作用。
