研究人员分析了人类33种癌症的核酸序列，以及邻近的组织和血液样本，揭示出在这些癌症的癌肿和血液中均存在微生物！

这个世界除了我们肉眼可见的生命，还有一种我们虽肉眼不可见，却充满整个世界的微小生命——微生物，而且，它们对我们生活的诸多方面都有着举足轻重的影响。那么，对于人类的噩梦-癌症，微生物有影响吗？

关于微生物及其基因组的大部分研究都集中在消化道，机体大部分的微生物都“寄居”于此。这些研究已经发现：在一些起源于肠道内壁的癌症类型中，有着肠道微生物的作用，并且它们还可能通过免疫系统对远处的癌肿产生影响。此外，有新证据显示：在肠道外，其他部位的肿瘤内也能找到微生物信号——如核酸，不仅如此，没有罹患癌症的个体，其组织和血液中也存在微生物信号。最近，Poore等在此基础上有了进一步的发现：他们在多种人类癌症的癌肿部位和血液中，均发现了微生物DNA和RNA的信号。尽管未来还需要对此开展进一步研究，但这些信号或可用做现有临床诊断工具的补充。

Poore等利用癌症基因组图谱（The Cancer Genome Atlas，TCGA）分析了33种癌症的数据，涉及约1万患者的1.7万余样本，样本包括肿瘤（原发、复发肿瘤、以及转移瘤）、相邻的正常组织和血液样本。研究人员利用计算机、AI模型来筛选、分类这些样本中的微生物序列。经过严格的筛选去除污染等问题后，研究人员发现所有序列中有7.2%不属于人类，其中1/3可以映射到细菌、古细菌、或病毒的已知序列，12.6%可以映射到具体的种属。

接下来，研究人员用这些序列对机器学习模型进行了训练，以区分不同类型的癌症、同种癌症不同分期、以及肿瘤和正常组织。总的来说，AI模型在区分不同类型的癌症、辨别癌症和正常组织方面做得不错，但对癌症不同分期的区分能力不稳定。

研究人员还探讨了他们所发现的微生物谱与已知癌症相关微生物的关系，结果与既往的报道吻合：胃肠道肿瘤中有梭杆菌属（fusobacterium），宫颈癌、头颈癌及肝细胞癌中有病毒，如乳头瘤病毒、丙型肝炎病毒。

随后，Poore等又探索了癌症患者血液中的微生物信号，利用AI模型分析了TCGA队列中个体的全基因组序列。他们发现，血液中的微生物DNA可用于区分不同类型的癌症。研究人员试图根据已有的游离肿瘤DNA（cell-free tumour DNA，ctDNA）分析结果来验证血液中的微生物DNA。ctDNA分析是在一个独立的队列中进行的，包括69位没有罹患癌症的人，以及100位罹患前列腺癌、肺癌，或黑色素瘤的病人。

这些结果虽然令人兴奋，但不可忽视的是研究本身的一些局限性。首先，TCGA中的样本在采集的时候并没有刻意控制微生物或者微生物DNA污染，而这种污染在样本采集和测序期间的任何时候都有可能发生。Poore等试图通过严格筛选把污染排除在外，然而，这也有可能造成没办法检测到各种肿瘤中存在的全部微生物。此外，用于研究人的DNA和RNA测序方法或许无法全面地展示微生物的核酸特征。

要想证实癌症患者的肿瘤和血液中存在这些微生物，很重要的一点将是弄清楚它们的分布和功能。Poore等的这项研究以及其他科学家的研究在核酸测序的基础上发现了肿瘤中微生物信号的存在，然而，我们还不清楚这些微生物具体位于哪儿——是在肿瘤细胞里，还是外？抑或位于免疫细胞？还是在结缔组织？我们也不清楚它们是否还活着？另外，更重要的是，需要阐明这些微生物是不是癌症的驱动因素，抑或仅仅是借肿瘤微环境的“东风”，到此一游。已经有明确的例子显示肿瘤内的微生物可能驱动着癌症的发展，以及对抗癌治疗的耐受；然而，也有数据显示肿瘤内的微生物与更好的长期预后有关。

最后，还有一些问题有待阐明：微生物是怎样进入、停驻在癌变组织的？如何针对这些微生物来治疗甚至预防癌症？要想实施这种治疗，必须考虑对全身所有微生物微生境的潜在影响，因为与我们共生的微生物很多都对整体的生理有重要作用。尽管一些临床前研究提示，用抗生素和化疗联合靶向微生物和肿瘤细胞有助于延缓肿瘤生长，但另一些研究却提示用广谱抗生素治疗会使接受免疫治疗的患者预后变差，可能是因为破坏了肠道微生物组。因此，针对微生物来防治癌症必须考虑背景，这是效果的关键。不管怎么样，通过监测、操控微生物组来实现抗癌的临床和基础进展是个令人激动的好机会。

（编译：白蕊）

参考文献：Nature 2020;579:502-503