中國科學院深圳先進技術研究院研究員劉陳立牽頭，聯合上海營養與健康研究所研究員肖意傳團隊，在國際上首次系統性闡釋合成細菌靶向抗腫瘤的雙效協同機制。
這一成果究破解了困擾學界百余年的細菌抗腫瘤機制難題。自19世紀末問世以來，細菌療法歷經百年探索，卻因作用機理不明導致安全性與療效難以保障，未能實現臨床轉化。2017年起，劉陳立團隊將定量合成生物學研究思路應用于細菌治療腫瘤研究中。科研團隊歷時8年，成功破解了腫瘤與細菌之間的“對話”機制，首次揭示了細菌抗腫瘤的關鍵原理，為利用細菌治療惡性實體瘤提供了全新思路。
該研究始于劉陳立團隊對細菌治療腫瘤的早期觀察。研究通過構建特殊的合成菌株，發現合成細菌在結腸癌、黑色素瘤、膀胱癌等疾病動物模型上具有優異的治療效果，展現了其治療腫瘤潛在的靶向性和廣譜性。
研究發現，細菌通過一種名為白介素-10的信號分子與腫瘤內的免疫細胞進行“對話”，讓腫瘤內的巨噬細胞產生更多的白介素-10，并向細菌的“天敵”即中性粒細胞施展“定身術”，使其無法運動，從而讓細菌躲過免疫細胞“追捕”。同時，細菌為了自身生存而激發出的白介素-10信號分子，碰巧“喚醒”了腫瘤內的“沉睡士兵”即CD8+ T細胞，使它們重新武裝起來，對腫瘤發起猛烈攻擊。正是這種“歪打正著”的機制讓細菌既躲過了“被殺”又攻擊了腫瘤。
進一步，該研究發現了免疫細胞存在的“遲滯效應”機制。這種機制使腫瘤組織中的白介素-10受體水平高，正常組織中的白介素-10受體水平低。研究采集分析27種不同癌癥患者的臨床樣本，以驗證上述機制。這種差異性使細菌只能夠在瘤內躲避抗菌免疫細胞“追殺”，并在正常組織器官中被有效清除，從而保證細菌治療的安全性。研究將這一療法在多種動物模型中進行驗證，結果顯示，這種合成生物改造的細菌能夠顯著抑制多種腫瘤的生長、復發和轉移。
上述研究首次揭示了細菌抗腫瘤的關鍵機制，為利用合成生物技術精準改造細菌提供了理論指導。這一成果標志著細菌療法從“以毒攻毒”邁向“精準調控”新時代。
3月4日，相關研究成果發表在《細胞》（Cell）上。
IL-10R遲滯效應導致腫瘤微環境內的免疫細胞IL-10R高表達特性。細菌利用這一特性，實現了其避免被中性粒細胞快速清除，并激活了腫瘤內組織駐留記憶CD8+ T細胞高效殺傷癌細胞。
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