浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第二醫(yī)院王良靜教授團隊和附屬邵逸夫醫(yī)院陳淑潔主任醫(yī)師團隊合作，利用多組學(xué)測序和生物信息分析發(fā)現(xiàn)，共生約氏乳酸桿菌和生孢梭菌合作代謝色氨酸，產(chǎn)生的衍生物吲哚丙酸（IPA）可調(diào)控前體耗竭T細胞（Tpex），促進效應(yīng)細胞分化，增敏免疫治療，提升免疫治療效果。補充IPA能顯著提升抗PD-1單抗的抗腫瘤效果（Cell. 2024年3月11日在線版）

研究者還在結(jié)直腸癌、乳腺癌、黑色素瘤等多種小鼠腫瘤模型和腫瘤患者來源的類器官上進行了驗證，有望為基于微生態(tài)的免疫治療輔助方案提供新策略。

已有諸多研究發(fā)現(xiàn)，腸道菌群是影響免疫檢查點抑制劑療效的重要環(huán)境因素。不同腫瘤患者的腸道菌群組成不同，糞菌移植（FMT）已被證實能改善免疫檢查點抑制劑反應(yīng)性。盡管越來越多研究揭示了特定菌株可影響免疫檢查點抑制劑療效，但具體起效成分和內(nèi)在機制仍有待闡明。

腫瘤微環(huán)境中浸潤T細胞在免疫檢查點抑制劑治療中發(fā)揮關(guān)鍵作用。有研究表明，高表達轉(zhuǎn)錄因子T細胞因子1（TCF-1，由TCF7編碼）、具有免疫干性特征的耗竭前體CD8+ T細胞（Tpex）是響應(yīng)抗PD-1單抗免疫治療的關(guān)鍵亞群。TCF7敲除鼠會伴隨腸道菌群失衡，但特定菌株及其代謝物能否調(diào)節(jié)免疫細胞干性增敏免疫治療還尚無報道。

研究者發(fā)現(xiàn)，小鼠中存在著和臨床實踐類似的免疫治療“反應(yīng)”鼠和“反應(yīng)差”鼠，基于糞菌移植驗證了腸道菌群可影響腫瘤免疫治療療效。通過糞便菌群測序、篩選，研究者分離了一株在“反應(yīng)”鼠和“反應(yīng)差”鼠之間豐度差異明顯的約氏乳酸桿菌（L. johnsonii）。灌胃約氏乳酸桿菌可增加CD8+ T細胞浸潤，增敏抗PD-1單抗療效。

研究者探討了約氏乳酸桿菌增強腫瘤免疫療效的起效成分，發(fā)現(xiàn)菌源性代謝物可能發(fā)揮關(guān)鍵作用。利用非靶向代謝質(zhì)譜，研究者鎖定了色氨酸代謝通路，并結(jié)合色氨酸缺乏飲食、高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)確定了起效的關(guān)鍵成分：吲哚丙酸。

研究者進一步揭示了吲哚丙酸增強免疫療效的機制。實驗表明，約氏乳酸桿菌及其衍生的吲哚丙酸依賴CD8+ T細胞發(fā)揮增敏免疫治療的作用，對小鼠灌胃吲哚丙酸后，“干細胞樣”衰竭前體CD8+ T細胞（Tpex）和效應(yīng)CD8+ T細胞的比例顯著增加。進一步的測序發(fā)現(xiàn)，吲哚丙酸可增強TCF7 超級增強子區(qū)域的 H3K27 乙?；?，以此調(diào)控“干細胞樣”TCF-1+ Tpex 細胞，促進效應(yīng)細胞分化，從而增敏免疫治療。

研究者在體外約氏乳酸桿菌培養(yǎng)上清液中無法檢測到吲哚丙酸產(chǎn)生，反而檢測到吲哚丙酸的上游代謝物吲哚乳酸（ILA）。基于抗生素雞尾酒模型和腹腔注射模型，研究者猜想約氏乳酸桿菌產(chǎn)生的吲哚乳酸在體內(nèi)被其他腸道菌群進一步代謝為吲哚丙酸來發(fā)揮作用。

研究者在無菌鼠模型中驗證了這一猜想。單獨定植約氏乳酸桿菌只能產(chǎn)生大量的吲哚乳酸；而與另一種梭菌屬成員生孢梭菌（C. sporogenes）聯(lián)合定植，無菌鼠可大量產(chǎn)生吲哚丙酸，增敏免疫治療療效。作者預(yù)測約氏乳酸桿菌產(chǎn)生吲哚乳酸的關(guān)鍵酶ldhA，并在大腸桿菌中進行異源表達證實了這一猜想：過表達ldhA酶的大腸桿菌可以增加吲哚丙酸產(chǎn)生，增敏小鼠免疫治療。

研究者在多種小鼠腫瘤模型（乳腺癌皮下瘤模型、 乳腺脂肪墊原位癌模型、MMTV-PyMT自發(fā)瘤模型、黑色素瘤皮下移植模型、盲腸袋原位癌模型）和結(jié)直腸癌患者來源的類器官上驗證了吲哚丙酸對Tpex細胞和免疫治療的調(diào)控作用。

該研究揭示了一種由不同細菌合作產(chǎn)生的色氨酸衍生物，闡明了吲哚丙酸通過組蛋白乙?；揎椪{(diào)控免疫干性關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子的機制，并在泛癌水平驗證了吲哚丙酸增敏免疫治療的作用。這條菌源性代謝物-宿主免疫調(diào)節(jié)途徑為增敏免疫治療提供了潛在的新思路。  （編譯 黃欣）