免疫學 微生物學 微生物與免疫學

能幫助抗癌的細菌 ? 來自腸道共生菌的免疫增強

腸道共生菌 (gut microbiota) 為近年來較新穎的一個研究領域,對於腸道菌仍然還充滿著疑問。對此科學家們不斷的去探討腸道菌與人體間的關係,漸漸的發現腸道菌除了與腸道的消化、吸收有關外,更發現腸道菌能夠透過遠端的調控,影響著人們的健康,腸道菌的失調將引起多種的疾病,包含糖尿病、肥胖甚至於與精神方面疾病有關 [1, 2]。

先前的研究指出腸道菌能夠調節人體的免疫系統,並協助抵抗外來的細菌入侵 [3]。那麼腸道菌的調節免疫系統能力,是否也能夠用來對抗其他種類的免疫相關疾病呢?

Dr. Takeshi Tanoue 與他的團隊,從數名健康的捐贈者身上收集糞便,分別餵給無菌鼠後分析多種器官內的免疫細胞,發現在小鼠腸道內的 CD8+/IFNγ+ 的殺手 T 細胞 (cytotoxicity T cell) 數量明顯上升。殺手 T 細胞在身體內主要負責抵抗病毒、消滅感染物及癌細胞的免疫細胞。隨後為了檢測小鼠的免疫系統,及殺手 T 細胞的免疫能力,研究人員以口服的方式餵予老鼠李斯特菌 (Listeria monocytogenes),李斯特菌為以食品為傳染媒介的腸胃道感染菌,可用來判斷腸道內殺手 T 細胞抗菌能力。除了李斯特菌外,研究人員也以腹腔注射的方式注入大腸癌細胞,以此來檢測殺手 T 細胞的抗癌能力。結果顯示有餵予人類腸道菌的小鼠,腸道內李斯特菌的數量減少,且減緩了因菌感染造成的體重下降,而在抗癌的方面,腫瘤的大小也明顯小於沒有人類腸道菌的小鼠。因人類腸道菌而增加的殺手 T 細胞,不僅具有正常的免疫功能外,相對於沒有人類腸道菌的小鼠,抵抗細菌、癌症的能力也明顯的增加。

有趣的是,研究人員在證明了人類腸道菌有協助抗癌的功能後,將最新的免疫檢查點 PD-1、CTLA-4 療法也進行試驗,比較在人類腸道菌的協助下,免疫檢查點療法的抗癌效果。帶有人類腸道菌小鼠加上免疫檢查點療法後,腫瘤的大小相比沒有人類腸道菌小鼠又明顯的縮小。最值得令人注意的是,研究人員在探討腸道菌與組織、細胞間的關係時,發現這過程並不會誘導發炎反應 [4]。

透過特殊的溝通方式,腸道菌能與免疫系統和平相處不被攻擊,並能吸引免疫細胞來到腸道及調節免疫功能,增強宿主的免疫能力抵抗外來物的入侵。雖然腸道菌如何吸引各種免疫細胞來到腸道的機制尚不明確,但 Dr. Takeshi Tanoue 與他的團隊,發現了由腸道菌吸引來的殺手T細胞,對於抑制癌症有正向調控,並可以與最新的免疫療法結合應用,除了對於腸道菌與免疫系統的機制有更進一步的了解外,也為未來的研究與療法開創了全新的方向  

來自人類的11株腸道菌,使小鼠體內的CD8+/IFN-γ+的胞毒T細胞數量上升,且這一機制與抗原的呈現有關。 (Reticker-Flynn & Engleman, 2019)

參考文獻:

[1] Krajmalnik-Brown, R., Ilhan, Z. E., Kang, D. W., & DiBaise, J. K. (2012). Effects of gut microbes on nutrient absorption and energy regulation. Nutr Clin Pract, 27(2), 201-214. doi:10.1177/0884533611436116

[2]Mulak, A., & Bonaz, B. (2015). Brain-gut-microbiota axis in Parkinson’s disease. World J Gastroenterol, 21(37), 10609-10620. doi:10.3748/wjg.v21.i37.10609

[3]Belkaid, Y., & Hand, T. W. (2014). Role of the microbiota in immunity and inflammation. Cell, 157(1), 121-141. doi:10.1016/j.cell.2014.03.011

[4]Tanoue, T., Morita, S., Plichta, D. R., Skelly, A. N., Suda, W., Sugiura, Y., . . . Honda, K. (2019). A defined commensal consortium elicits CD8 T cells and anti-cancer immunity. Nature, 565(7741), 600-605. doi:10.1038/s41586-019-0878-z

撰文|王翊豪
審稿|林偉強

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王翊豪

東海大學學生,曾於國家衛生研究院實習。喜好未知以及新奇領域的研究,並希望將知識能夠推廣給更多的人。研究領域上喜好免疫及病毒學。期待遇到更多相同興趣的人,交流更多的想法以及認識彼此。

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