肺腺癌(Lung adenocarcinoma,LUAD)是一種發病率、死亡率均較高,且極易發生遠處轉移的惡性腫瘤 。 即使早期手術治療,仍有 相當 部分患者會經歷復發和轉移 ; 對于進展期肺腺癌,現有治療方案在一定程度上延緩了患者的復發 時間 ,但 對 總生存改善仍然有限 。 因此從全新維度探索 導致 肺腺癌轉移的潛在因素具有十分重要的意義。近年來,越來越多 研究發現 微生物在腫瘤 進 展過程中 有著 重要角色,而瘤內定植微生物與肺腺癌患者預后的關系仍有待深入探索。
2025 年 7 月 9 日,北京大學腫瘤醫院王子平團隊 、吳健民團隊 聯合軍事醫學研究院畢玉晶團隊在 Cell Host & Microbe 期刊上發表題為 Lactate production by tumor-resident Staphylococcus promotes metastatic colonization in lung adenocarcinoma 的研究論文 。通過整合基于臨床大隊列的多組學分析、微生物培養組學、患者來源腫瘤類器官及多重動物模型,研究團隊對肺腺癌瘤內定植菌群進行了系統解析,并揭示了肺腺癌瘤內定植葡萄球菌( 尼泊爾葡萄球菌 S. nepalensis 和 頭狀葡萄球菌 S. capitis )介導腫瘤細胞轉移的分子機制。
研究人員從肺腺癌臨床隊列 出發,針 對12例肺腺癌患者 配對的 原發灶、轉移淋巴結、非轉移淋巴結進行 了 16s rDNA測序,發現葡萄球菌屬顯著富集于肺腺癌 的 轉移淋巴結,并利用另外兩 個 肺腺癌 臨床隊列( 分別 包含7 5 例 IA期患者 及10例 晚期患者 )進一步 驗證和 探索潛在臨床意義 , 在 早復發IA期肺腺癌患者的原發灶和 晚期患者的 遠處 轉 移 灶(肝臟、腎上腺等)均發現 葡萄球菌屬 的 富集,且其高 豐度 與肺腺癌患者的不良預后顯著相關。
基于 肺腺癌細胞株及 肺腺癌 患者來源 的腫瘤 類器官模型, 以及基于 18例肺腺癌患者新鮮離體組織 進行 微生物 培養分離獲得的 患者源性葡萄球菌菌株 , 研究團隊 構 建了2D和3D共培養體系 , 并 通過 一系列 功能實驗發現尼泊爾葡萄球菌 S. nepalensis 和頭狀葡萄球菌 S. capitis 感染可誘導腫瘤細胞侵襲足形成,促進其侵襲性生長 和 轉移能力 的 增強。 此外,通過循環系統( 尾靜脈注射 ) 和 呼吸系統( 肺遞送 )兩 種方式 構建的 菌 株 感染肺腺癌 小鼠 模型, 團隊 進一步證實感染后的腫瘤細胞在肺部定植能力和遠處轉移能力均顯著增強。
圖1. Graphical Abstract—研究設計和核心發現
為闡明菌 株 感染促進肺腺癌轉移的 相關 機制 , 研究人員對感染后的類器官模型 進行了轉錄組、代謝組等多組學 分析, 發現共培養系統中的乳酸含量顯著高于對照組,同時腫瘤細胞的乳酸攝取蛋白 MCT1 表達顯著上調并伴隨低氧信號通路在常氧條件下異常激活(即 " 偽低氧 " 現象),最后研究人員聚焦到下游重要效應分子 NDRG1 ,證實其可參與腫瘤細胞侵襲足的形成,促進腫瘤細胞的遠處轉移。
因此 ,研究者提出了 葡萄球菌源性乳酸-MCT1-偽低氧信號通路-NDRG1調控軸 的設想, 并 探索了MCT1抑制劑AZD3965對該調控軸的抑制作用,發現AZD3965 在體內外模型中均能 遏制 細 菌 介導 的肺腺癌 細胞轉移潛能增強 。
圖 2: 腫瘤細胞的“變身之路”
綜上,這項工作揭示了肺腺癌瘤內定植微生物的重要生物學作用,為我們理解微生物-宿主細胞的相互作用提供了新的視角,也為基于調控微生物穩態的腫瘤治療策略的研發提供了思路。
北京大學腫瘤醫院王子平教授、吳健民教授和 軍事醫學研究院畢玉晶教授 為該論文 共同通訊作者 。北京大學腫瘤醫院博士后于歡、杜陽助理研究員、何語靈 主治醫師 為論文共同第一作者。
https://doi.org/10.1016/j.chom.2025.06.013
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