癌症與藥物遞送 · global
腸道菌如何替奈米藥物改道?膽酸訊號牽動肝臟清除與抗癌成效
小鼠研究揭示,腸道菌群可經由膽酸調節肝臟巨噬細胞,左右奈米藥物是被肝臟攔下,還是抵達腫瘤;這項發現也為藥物遞送研究添上一個過去常被忽略的變因。
奈米藥物進入血液後,真正抵達腫瘤的比例往往有限,許多顆粒還沒到達目的地,就先被肝臟截留。《Nature Materials》刊登的一項研究指出,這道清除關卡不只取決於奈米顆粒的尺寸、材質或表面設計,腸道微生物形成的代謝環境也可能參與決定藥物去向。
研究團隊以無菌小鼠、抗生素擾動、糞便微生物移植及多體學分析,追查腸道菌群與奈米藥物分布之間的關係。結果顯示,甲硝唑改變腸道微生物生態後,肝臟對奈米顆粒的攝取下降,使更多藥物在多種奈米製劑及小鼠腫瘤模型中累積於腫瘤。
位於機制核心的是庫佛氏細胞,也就是常駐肝臟、負責吞噬外來物質的巨噬細胞。單細胞RNA定序顯示,微生物受到擾動後,這些細胞的組成由較活躍的吞噬狀態,轉向相對靜止、攝取能力較低的狀態,因而減少奈米顆粒在肝臟遭到扣留。
代謝體分析則把腸道與肝臟之間的訊息指向膽酸。甲硝唑造成的菌群改變伴隨膽酸供應下降;實驗也顯示,源自腸道細菌代謝活動的膽酸可促進庫佛氏細胞吞噬。換句話說,腸道菌、膽酸與肝臟巨噬細胞串成一條路徑,共同設定身體清除奈米藥物的強弱。
這種狀態還能隨糞便微生物移植傳給其他小鼠,支持菌群本身具有因果作用,而非只是治療反應的旁觀指標。在腫瘤模型中,較低的肝臟清除不僅提高奈米藥物進入腫瘤的程度,也增強奈米化療的治療效果,顯示微生物組可能是前臨床藥物遞送研究需要控制或分層的生物變項。
不過,現有證據主要來自小鼠,尚不能推定病人使用抗生素或接受菌群移植便能改善奈米藥物療效。抗生素可能廣泛改變微生物組,也可能帶來感染、抗藥性與其他治療交互作用;不同奈米製劑及人體菌群是否遵循同一機制,仍須臨床樣本與前瞻性研究驗證。這項成果目前更接近一張藥物遞送的新機制圖,而不是可直接採用的癌症治療方案。