摘要：英国医学研究委员会医学科学实验室领导的国际研究团队在癌症治疗领域取得突破性发现，首次证实肿瘤相关细菌能够产生强效抗癌代谢物，显著提升化疗药物疗效。这项发表在《细胞系统》期刊的研究揭示，大肠杆菌产生的2-甲基异柠檬酸分子能够与标准化疗药物5-氟尿嘧啶产生协同作用

信息来源：https://medicalxpress.com/news/2025-09-microbial-allies-bacteria-cancer.html

英国医学研究委员会医学科学实验室领导的国际研究团队在癌症治疗领域取得突破性发现，首次证实肿瘤相关细菌能够产生强效抗癌代谢物，显著提升化疗药物疗效。这项发表在《细胞系统》期刊的研究揭示，大肠杆菌产生的2-甲基异柠檬酸分子能够与标准化疗药物5-氟尿嘧啶产生协同作用，在杀死癌细胞方面的效果远超单独用药。研究团队通过对1100多种实验条件的大规模筛查，结合计算机建模和多种生物模型验证，不仅确认了这种细菌代谢物的抗癌潜力，更成功开发出效力更强的合成版本。这一发现为癌症治疗开辟了全新思路，预示着微生物辅助疗法时代的到来。

长期以来，医学界主要关注皮肤和肠道微生物对人体健康的影响，但近年来科学家们逐渐认识到肿瘤内部也存在独特的细菌群落。这些肿瘤相关微生物的发现彻底改变了人们对癌症微环境的认知，也为治疗策略带来了革命性的可能性。传统观念认为肿瘤是相对无菌的环境，但最新研究表明，不同类型的肿瘤都携带着特定的微生物群落,这些微生物与肿瘤的生长、转移和治疗反应密切相关。

此次研究的核心发现聚焦于一种名为2-甲基异柠檬酸的细菌代谢产物。研究团队通过精心设计的实验体系,使用秀丽隐杆线虫作为筛选平台,系统性地测试了超过1100种不同的实验条件。这种高通量筛选方法使研究人员能够从大量候选分子中识别出具有抗癌潜力的化合物,大大提高了发现效率。

图形摘要。图片来源：Cell Systems （2025）。DOI：10.1016/j.cels.2025.101397

实验结果显示，当2-甲基异柠檬酸与化疗药物5-氟尿嘧啶联合使用时，其抗癌效果呈现出显著的协同作用。5-氟尿嘧啶是治疗结直肠癌的一线化疗药物，但单独使用时往往面临耐药性和副作用等挑战。而2-甲基异柠檬酸的加入不仅增强了药物疗效，还为克服化疗耐药性提供了新的途径。

分子机制的深度解析

研究团队深入探究了2-甲基异柠檬酸发挥抗癌作用的分子机制。他们发现，这种细菌代谢物主要通过抑制癌细胞线粒体中的关键酶来发挥作用。线粒体作为细胞的"动力工厂"，负责为细胞提供维持生命活动所需的能量。当2-甲基异柠檬酸干扰线粒体功能时，癌细胞的能量供应受到严重影响。

这种代谢干扰产生了连锁反应。首先，线粒体功能障碍导致癌细胞内DNA损伤的累积，使细胞更容易受到化疗药物的攻击。其次，DNA损伤激活了细胞内的抗癌信号通路，进一步抑制了肿瘤的生长和扩散。这种多重打击的策略使得癌细胞难以通过单一途径产生耐药性，大大提高了治疗的持久性和有效性。

伦敦帝国理工学院和科隆大学的合作研究进一步验证了这一机制的普遍性。通过计算机建模分析，研究团队证实结直肠癌患者的肿瘤相关微生物组确实具备产生2-甲基异柠檬酸的能力。这一发现将实验室结果与临床现实联系起来，为治疗策略的转化提供了重要依据。

为了确保研究结果的可靠性，团队还在人类癌细胞和果蝇结直肠癌模型中进行了验证实验。在这两个完全不同的生物系统中，2-甲基异柠檬酸都表现出了一致的抗癌特性。特别是在果蝇模型中，这种化合物不仅能够抑制肿瘤生长，还显著延长了模型动物的生存期。

药物开发的创新突破

研究的另一个重要成果是成功开发了2-甲基异柠檬酸的改良版本。研究团队与药物化学专家合作，对天然分子结构进行了精确修饰，创造出了活性更强的合成化合物。这种"改进版"分子在杀死癌细胞方面表现得更加强大，展示了基于天然微生物产品开发新药的巨大潜力。

MRC医学科学实验室宿主-微生物共同代谢小组负责人菲利普·卡布雷罗教授强调了这一发现的意义："以天然微生物产品为起点，我们能够设计出一种更有效的分子，有效地改善大自然。"这种"师法自然，超越自然"的药物开发理念为未来的抗癌药物研究指明了方向。

合成版本的成功开发还解决了天然化合物在临床应用中面临的诸多挑战。天然细菌代谢物往往存在产量有限、纯化困难、稳定性差等问题，而合成版本则可以实现大规模生产，确保质量稳定性和批次一致性，为临床转化扫清了技术障碍。

论文第一作者、LMS博士后研究员丹尼尔·马丁内斯-马丁内斯博士表示："微生物是我们的重要组成部分。单个分子可以对癌症进展产生如此深远的影响，这确实是了不起的，也是从整体角度考虑生物学有多么复杂的又一个证据。"

个性化医疗的新维度

这项研究的意义远超单一治疗方法的发现，它为个性化癌症治疗开辟了全新维度。传统的个性化医疗主要关注患者的基因背景，而这项研究则强调了患者微生物组的重要性。每个人的肿瘤相关微生物组都具有独特性，这意味着基于微生物的治疗策略也需要个体化定制。

研究团队指出，未来的癌症治疗可能需要同时考虑患者的遗传特征和微生物特征。通过分析患者肿瘤的微生物组成，医生可以预测哪些细菌代谢物可能对治疗有益，从而制定更精准的治疗方案。这种"患者+微生物"的整体治疗理念将为癌症治疗带来前所未有的精确性。

卡布雷罗教授解释说："我们已经知道细菌与肿瘤有关，现在我们开始了解它们与癌细胞的化学对话。我们发现，其中一种细菌化学物质可以作为化疗的强大伙伴，破坏癌细胞的新陈代谢，使它们更容易受到药物的影响。"

这种微生物辅助治疗的概念还可能扩展到其他疾病领域。如果微生物代谢物确实能够如此有效地调节人体生理过程，那么它们在治疗代谢疾病、免疫疾病甚至神经系统疾病方面也可能具有巨大潜力。

随着研究的深入，科学家们预期将发现更多具有治疗潜力的细菌代谢物。这些发现将共同构建起一个全新的药物宝库，为人类对抗各种疾病提供更多选择。同时，这也提醒我们需要重新审视人类与微生物的关系，认识到这些微观伙伴在维护健康方面的重要作用。

来源：人工智能学家