2022年初，休斯顿的MD安德森癌症中心开始招募晚期癌症患者参与一项独特的临床试验。
这些患者只剩下几个月的生命，并且已经用尽了所有其他治疗方法。该中心的肿瘤学家为他们提供了一个机会，看看通过将粪便移植到结肠中来操纵他们的微生物群落微生物组是否能改善身体对免疫疗法的反应。
尽管存在各种风险，但在科克大学学院教授、世界领先的微生物群落专家之一弗格斯·沙纳汉（Fergus Shanahan）看来，调节微生物组可能代表了癌症医学的一个全新领域。
几年前，他被邀请到纽约市的纪念斯隆凯特琳癌症医院参加一个讲座，在那里肿瘤学家展示了数据，表明接受骨髓移植后的血液癌症患者的预后很大程度上取决于其微生物群落微生物组的多样性。
“他们有确凿的数据，”沙纳汉说。“微生物群落微生物多样性高的患者比低多样性的患者表现要好得多。差别非常显著。”
现在，休斯顿的这项试验将展示通过提高微生物组的多样性可以实现什么。
十五名患者将接受含有所谓“超级供体”的微生物群落微生物的冻干胶囊。这位女性曾通过免疫疗法治愈了自己的癌症。
理论认为，她微生物群落中的细菌混合物增强了她的治疗反应，也可能在其他人身上产生同样的效果。
在两名患者中，胶囊成功了。一位53岁的男性小肠癌患者，癌细胞已转移到多个器官，在接受粪便移植后重新进行免疫治疗，最终被治愈。另一位患者进入了长期缓解期。
据领导这项试验的肿瘤学家迈克尔·奥弗曼（Michael Overman）称，这表明微生物群落微生物组能够使身体的免疫系统对免疫疗法敏感，帮助增强其识别和攻击癌细胞的能力。
“微生物群落与免疫系统之间的相互作用令人难以置信，”他说。
尽管这种移植在癌症医学中仍处于高度实验阶段，但沙纳汉认为它们在未来可能会发挥重要作用。
“许多癌症利用免疫系统的一些开关来关闭自身，而癌细胞可以访问这些开关，”他说。“我们现在有了新的免疫疗法，可以反击并防止这种情况发生，而这正是通过微生物组增强免疫系统可以产生重大影响的地方。”
癌症治疗只是粪便移植作为新治疗选择正在探索的众多医学领域之一。
黄汤
在过去十年中，将一个人的粪便转移到另一个人的结肠以达到医疗目的的概念引起了广泛关注，但沙纳汉解释说，这一做法实际上已有数千年的历史，起源于中国古代医学。
“人们觉得粪便移植这个想法很有趣，认为粪便可以具有治疗效果，”他说。“但早在明朝就有使用这种方法的记录。他们称之为‘黄汤’。”
最近，这种移植找到了更明确的医学定位，成为严重艰难梭菌（C. difficile）感染的重要治疗方法。艰难梭菌是一种已知的医院超级细菌，可在老年人接受抗生素治疗后接管他们的微生物群落，可能导致危及生命的并发症。
粪便移植现已获得监管机构批准，作为C. difficile感染的主流疗法。
过去五年里，爱尔兰微生物学家一直在努力建立一个全国性的“粪便银行”，以便在爱尔兰医院更容易地进行这些移植。
“粪便移植已被证明在绝大多数这些病例中有效，”沙纳汉说。“老年人患C. difficile感染时病情会非常严重，因为他们的微生物群落几乎没有抵抗力。”
鉴于微生物群落微生物组在无数慢性疾病中的作用，世界各地的研究人员一直在探索粪便移植在其他疾病中的潜力，从神经性疾病到代谢和免疫系统并发症。已经在多发性硬化症、肠易激综合症甚至帕金森病中进行了临床试验，尽管目前还没有在爱尔兰进行过此类试验。
科克大学APC微生物组爱尔兰研究中心的生态学、食品和微生物组教授詹斯·沃尔特（Jens Walter）最近与加拿大阿尔伯塔大学的研究人员合作，对患有严重肥胖和代谢综合征的患者进行了粪便移植与纤维补充剂结合的试验。
然而，尽管该研究在胰岛素敏感性方面取得了一些改善，沃尔特质疑当前形式的粪便移植是否可以作为一种可行的非致命性慢性疾病的治疗方法。
“胰岛素的影响非常小，而且可能是暂时的，”他说。“你可能需要每四到八周重复一次才能维持这些效果。”
虽然这可以做到，但沃尔特的犹豫来自于粪便移植的一些已知安全问题。因为虽然用另一个人的细菌调节微生物群落可以带来好处，但也伴随着自己的危险。
风险因素
长期以来，与粪便移植相关的首要担忧是将一种新型且可能有害的病原体意外转移到另一个人的微生物群落中的风险。
然而，沙纳汉和其他人认为，由于现代技术可以筛选粪便样本并精确评估其中的微生物，这种风险现在已经不那么重要了。
根据科克大学和APC微生物组爱尔兰研究中心的微生物学家利亚姆·奥马洪尼（Liam O'Mahony）教授的说法，更大的风险是以某种方式调节脆弱人群的微生物组，从而无意中使他们容易患上另一种慢性疾病。
“你可以转移心血管代谢疾病、免疫功能障碍、焦虑、抑郁、中枢神经系统问题、过敏的风险，列表几乎是无穷无尽的，因为微生物组对所有这些都有贡献，”奥马洪尼说。
“我们从动物研究中知道，有一些可转移的特征会传递风险。例如，如果你从一个食物过敏的孩子身上进行粪便移植到一只老鼠身上，你可以诱导那只动物的食物过敏。”
沙纳汉还指出，有一种真正的危险，即让已经患有多种硬化症或肠易激综合症的人面临更大的特定癌症风险。例如，他说粪便移植可能包含幽门螺杆菌，这是一种已知的胃癌致病菌。
“不仅如此，某些微生物群落细菌群增加结肠癌风险的证据也非常强。”
对于C. difficile感染的粪便移植是一项救命的突破，并且在治疗对现有治疗无效的患者方面具有潜力。然而，为了推动这一领域的发展，使其更安全并适用于更广泛的疾病，沙纳汉和奥马洪尼都认为需要一种更复杂的方法。
新技术
在试验之后，MD安德森癌症中心与一家名为Kanvas Biosciences的初创公司合作。该公司开发了一种名为HiPR-FISH的新技术，能够确定不同微生物群落微生物群之间的重要关系。利用这项技术，Kanvas Biosciences已经分离出超级供体粪便中的关键细菌菌株，并将其放入一颗药丸中。
这将在中心及其他北美医院进行进一步的临床试验，以观察它是否可以在更大范围内增强对免疫疗法的反应。
沙纳汉表示，这种方法代表了未来。
“我认为我们目前进行粪便移植的方式不太可能有长远的未来，”他说。“太粗糙了。就像给人们喝黄色汤而不了解汤的成分。”
相反，沙纳汉说我们需要研究成功的粪便样本，识别相关微生物，并进行实验以了解它们如何实现这些转变。
“目前，粪便样本在一个排便周期内会有很大差异，即使来自同一个人，”他说。
“我们需要提供定义明确的微生物联合体，使得周一的粪便移植与周二的一样。”
直到最近，这在技术上还是困难的，但随着科学对微生物群落细菌分析和理解其功能的能力不断增强，沙纳汉预测不久我们将能够像提供药物和疫苗一样，为癌症患者甚至免疫或代谢疾病患者提供特定的微生物组合。
“这将涉及分离重要的生物体，在实验室中培养它们，研究它们，并将它们重新组合在一起，我们知道它们确切的功能，而不是简单的粗汤。
“还有一些物流障碍需要克服，但我们已经有学术和商业团体在这方面取得了很大进展，我认为不会花很长时间。”
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