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導(dǎo)讀 細(xì)菌是在100多年前在人類腫瘤中首次發(fā)現(xiàn)的，但由于其生物量低，腫瘤微生物組的表征仍然具有挑戰(zhàn)性。全世界超過16％的癌癥發(fā)病率歸因于傳染原。已有多種類型的腫瘤報(bào)道了瘤內(nèi)細(xì)菌，但尚未對(duì)這些細(xì)菌進(jìn)行全面的鑒定。腸道微生物對(duì)腫瘤生物學(xué)有多種影響，如腫瘤的轉(zhuǎn)化過程、腫瘤的進(jìn)展以及對(duì)包括免疫治療在內(nèi)的抗癌治療的反應(yīng)。因此，表征腫瘤微生物組可能是闡明腫瘤細(xì)菌對(duì)不同癌癥標(biāo)志的影響的重要步驟。 在本研究中作者對(duì)腫瘤微生物組進(jìn)行了全面分析，研究了包括乳腺癌，肺癌，卵巢癌，卵巢癌，胰腺癌，黑色素瘤，骨腫瘤和腦瘤在內(nèi)的七種癌癥類型的1526種腫瘤及其相鄰的正常組織。作者發(fā)現(xiàn)每種腫瘤都有不同的微生物組組成，而乳腺癌的微生物組特別豐富和多樣。瘤內(nèi)細(xì)菌主要是細(xì)胞內(nèi)的，存在于癌癥細(xì)胞和免疫細(xì)胞中。作者還注意到腫瘤內(nèi)細(xì)菌或其預(yù)測功能與腫瘤類型和亞型，患者的吸煙狀況以及對(duì)免疫療法的反應(yīng)之間的相關(guān)性。 論文ID 題目：The human tumor microbiome is composed of tumortype–specific intracellular bacteria 譯名：人類腫瘤微生物組由特定于腫瘤類型的細(xì)胞內(nèi)細(xì)菌組成 期刊：Science IF：41.037 發(fā)表時(shí)間：2020.5.29 通訊作者單位：魏茨曼科學(xué)研究學(xué)院 DOI號(hào)：10.1126/science.aay9189 內(nèi)容 為了描述和可視化瘤內(nèi)細(xì)菌，作者對(duì)大量的實(shí)體人體腫瘤樣本應(yīng)用了廣泛的方法組合，以檢測細(xì)菌DNA、RNA和細(xì)菌外膜或細(xì)胞壁成分。作者重點(diǎn)研究了7種實(shí)體腫瘤類型，它們要么是常見的癌癥類型，要么是腫瘤微生物組未知的癌癥類型，比如黑色素瘤、骨腫瘤和腦瘤。為了對(duì)細(xì)菌的DNA進(jìn)行定量，作者使用了實(shí)時(shí)定量PCR (qPCR)方法，使用了針對(duì)細(xì)菌核糖體16S基因的通用引物967F和1064R。作者發(fā)現(xiàn)不同類型的癌癥對(duì)細(xì)菌DNA呈陽性的腫瘤比例各不相同，從黑色素瘤中的14.3％到乳腺，胰腺和骨腫瘤中的> 60％。在與外界環(huán)境無直接聯(lián)系的實(shí)體腫瘤如卵巢癌、多形性膠質(zhì)母細(xì)胞瘤(GBM)、骨癌中也檢測到細(xì)菌DNA。后續(xù)研究進(jìn)一步證明了細(xì)菌DNA、RNA和脂多糖存在于許多人類實(shí)體腫瘤中。 圖一：在人類腫瘤中檢測到細(xì)菌成分 隨后研究發(fā)現(xiàn)腫瘤核的病理檢查顯示LPS和細(xì)菌16S rRNA主要定位于癌細(xì)胞和免疫細(xì)胞。在癌細(xì)胞中，細(xì)菌16S rRNA主要在細(xì)胞質(zhì)中檢測到，而LPS染色則同時(shí)在細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核中檢測到。CD45陽性白細(xì)胞通常通過16S rRNA染色表現(xiàn)出比癌細(xì)胞更強(qiáng)的胞質(zhì)細(xì)菌染色。經(jīng)蘇木精和伊紅(H&E)染色和免疫熒光(IF)檢測CD68, lta陽性菌幾乎只在巨噬細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)。 圖二：在癌癥和免疫細(xì)胞內(nèi)均發(fā)現(xiàn)腫瘤內(nèi)細(xì)菌 為了表征腫瘤內(nèi)微生物組，作者開發(fā)了一種多重16S rDNA測序方案，該方案可擴(kuò)增沿16S rRNA基因的五個(gè)短區(qū)域：5R 16S rDNA測序方法（如圖3A）。該方法利用短擴(kuò)增子擴(kuò)增細(xì)菌16S rRNA基因的68%，與廣泛使用的V4或V3-V4擴(kuò)增法相比，增加了對(duì)菌種檢測的覆蓋率和分辨率。總的來說，作者在不同腫瘤或正常組織類型中檢測到9190種細(xì)菌。作者發(fā)現(xiàn)，與所有其他被檢測的腫瘤類型相比，乳腺腫瘤具有更豐富和更多樣化的微生物組。在任何單一乳腺腫瘤樣本中，平均檢測到16.4種細(xì)菌，而在所有其他腫瘤類型中，平均檢測到的細(xì)菌數(shù)均<9。作者還發(fā)現(xiàn)，乳腺腫瘤樣本中的細(xì)菌負(fù)荷和豐富度高于健康受試者正常乳腺樣本中的細(xì)菌負(fù)荷和豐富度。 圖三：乳腺腫瘤的微生物組較其他腫瘤類型豐富多樣 隨后作者使用單一的測序方法和平臺(tái)來表征多種腫瘤類型的微生物群落，這樣能夠直接比較這些腫瘤的微生物群落。結(jié)果發(fā)現(xiàn)不同的腫瘤類型有不同的微生物組成。與既往報(bào)道一致，結(jié)直腸腫瘤中以厚壁菌門和擬桿菌門的細(xì)菌種類最多。相比之下，變形桿菌在胰腺癌的微生物組中占主導(dǎo)地位，這與正常的十二指腸微生物組組成類似。作者還發(fā)現(xiàn)了放線菌門的分類單元，包括棒狀桿菌科和微球菌科，主要存在于非腸道腫瘤中。 圖四：不同的腫瘤類型有不同的微生物組成 總結(jié) 該研究數(shù)據(jù)無法確定腫瘤內(nèi)細(xì)菌是否在癌癥發(fā)展中起因果作用，或者它們的存在是否僅反映了已建立腫瘤的感染。隨著腫瘤的發(fā)展，其雜亂無章的脈管系統(tǒng)可能會(huì)使循環(huán)細(xì)菌進(jìn)入，而免疫抑制的環(huán)境可能為其提供庇護(hù)。細(xì)菌是否在腫瘤發(fā)生中起因果作用，有興趣進(jìn)一步探討腫瘤內(nèi)細(xì)菌可能對(duì)不同表型的癌細(xì)胞以及免疫系統(tǒng)及其與腫瘤細(xì)胞的相互作用的影響。正如已證明操縱腸道微生物組會(huì)影響腫瘤對(duì)免疫檢查點(diǎn)封鎖療法的反應(yīng)一樣，作者推測操縱腫瘤微生物組也可能會(huì)影響腫瘤免疫力和對(duì)免疫療法的反應(yīng)。因此，更好地了解這些作用可能為癌癥患者的新治療選擇鋪平道路。 原文鏈接 https:///10.1126/science.aay9189 參考文獻(xiàn) 1. C. de Martel et al., Lancet Oncol. 13, 607–615 (2012). 2. C. Xuan et al., PLOS ONE 9, e83744 (2014). 3. K. J. Thompson et al., PLOS ONE 12, e0188873 (2017). 4. S. Banerjee et al., Front. Microbiol. 9, 951 (2018) 醫(yī)藥加網(wǎng)絡(luò)精講學(xué)習(xí)班，科研專家授課，微信互動(dòng)答疑，課后視頻可回放！ 為幫助廣大初學(xué)者和具有一定基礎(chǔ)的研究者能更好掌握生信分析,回顧性臨床研究，網(wǎng)絡(luò)藥理，科研作圖，m6a等套路與常用技能， 考慮目前在疫情期間的實(shí)際情況，我們決定在5-6月份召開下面10門在線學(xué)習(xí)班，為了保證學(xué)習(xí)效果，我們采用國際頂級(jí)的Zoom網(wǎng)絡(luò)會(huì)議平臺(tái)授課，可回放，效果體驗(yàn)好！ 【詳細(xì)介紹請(qǐng)點(diǎn)擊下面對(duì)應(yīng)課程標(biāo)題】 |
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