新泽西州罗格斯癌症研究所和RWJBarnabasHealth的研究人员使用一种称为宿主微生物组相互作用单细胞分析(SAHMI)的方法来检查胰腺肿瘤的微生物组,并以单细胞分辨率鉴定特定微生物,这些微生物是与炎症和不良生存有关。由罗格斯癌症研究所SubhajyotiDe博士领导的研究人员表明,这些微生物可能代表胰腺癌早期诊断或治疗的新靶点,胰腺癌是美国男性和女性癌症死亡的第原因.报告他们在CancerCell方面的工作(“肿瘤微生物组将胰腺癌中的细胞程序和免疫联系起来,”)资深作者德及其同事指出,“我们的结果提供了肿瘤内细菌反映或影响肿瘤生长轨迹的证据;这两种可能性都具有临床实用性。”
作者指出,微生物组有助于人类健康和疾病,包括肿瘤发生。虽然不确定健康的胰腺是否拥有自己的微生物组,但“新出现的证据表明细菌和真菌可以转移到胰腺并引起局部和全身变化,从而促进胰腺导管腺癌(PDA)的发展。”
科学家指出,从历史上看,尽管越来越多地与胰腺癌有关,但一些障碍限制了对PDA患者肿瘤相关微生物组的系统研究。其中包括个体之间微生物组组成的巨大差异,以及可以概括人类肿瘤-微生物组相互作用的少量模型系统。许多类型的肠道细菌也很难培养,手术后也存在污染风险,使数据解释复杂化。在他们的研究中,De和RutgersRobertWoodJohnson医学院医学博士/博士项目的学生BasselGhaddar想要研究胰腺肿瘤中的微生物,并确定它们是否对癌症进展或治疗有影响。
研究人员与罗格斯大学人类微生物组HenryRutgers主席、医学博士MartinBlaser合作,开发了基因组方法SAHMI,以识别与个体人类细胞相关的微生物。“我们最近开发了SAHMI,这是一种计算管道,用于从宿主组织的单细胞测序中恢复和去噪微生物信号,”他们写道。使用复杂的软件筛选数百万个RNA序列,研究人员确定了哪些序列可能代表人类基因,哪些序列起源于微生物。
“这项新技术使我们能够同时识别与肿瘤相关的微生物并测量宿主细胞的活性,这是一项重大的技术进步,结果令人震惊,”同时也是癌症副教授的德指出罗格斯大学罗伯特伍德约翰逊医学院的系统生物学。
研究小组研究了两组独立的胰腺肿瘤,发现其中一些具有与肿瘤内特定细胞类型相关的细菌,而这些细菌在正常胰腺组织中基本不存在。这些细菌主要位于肿瘤细胞内,它们的丰度与癌症相关的细胞活动相关。发现的微生物的特定特征预测了特别具有侵袭性的癌症进展和不良预后。
胰腺肿瘤内的微生物足迹提出了一个问题,即存在的免疫细胞是对癌症还是对微生物有反应。研究结果还表明,免疫反应主要是对肿瘤中的微生物作出反应,而不是对癌细胞作出反应。“我们的观察提供了一个关于为什么胰腺癌如此难以治疗的新观点,”Blaser指出,他也是罗格斯癌症研究所的研究成员和罗格斯公共卫生学院的流行病学和生物统计学教授。“但更好地了解这些相互作用可能会发现新的治疗方法。”
在报告CancerCell的工作时,研究人员承认他们的结果没有建立直接的因果关系,“即,微生物是致癌的还是促炎的,或者它们是否代表已建立的肿瘤的感染……”。他们评论说,将需要更多的研究来直接检验因果关系。无论如何,该团队得出结论,“SAHMI创造了机会,可以从单细胞测序数据中检查人类与微生物组相互作用的模式,而无需进行额外的实验修改,从而在多个层面上生成关于宿主与微生物组关系的可检验假设。该框架不是特定于肿瘤的,可用于研究各种组织和疾病状态以及其他感染因子,例如病毒、真菌或蠕虫。”