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不只改造奈米藥物,也能調整宿主:腸道菌相左右化療送達腫瘤
小鼠研究顯示,短期改變腸道菌相可降低肝臟對奈米化療藥物的攔截,延長血中停留並增加腫瘤累積;這條「菌相—膽酸—肝巨噬細胞」路徑,為藥物遞送提出新的調控方向。
奈米載體能把化療藥物包進脂質體或白蛋白顆粒,卻未必能把足夠藥量送進腫瘤。許多顆粒在抵達目的地前,便被肝臟從血液中清除。美國德州大學MD安德森癌症中心團隊如今在前臨床模型發現,這道屏障並非只取決於顆粒設計,也受到腸道菌相調節。
刊於《Nature Materials》的研究指出,短期使用抗生素甲硝唑改變小鼠腸道菌群後,奈米化療藥物在血液中的循環時間約增為兩倍,肝臟清除量下降,進入腫瘤的藥物則增加。研究人員在大腸癌、乳癌、黑色素瘤與胰臟癌模型中觀察到腫瘤生長減慢及存活延長,但結果仍限於動物實驗。
關鍵環節位於肝臟的庫普弗細胞。這類常駐巨噬細胞負責吞噬血液中的外來顆粒,也是奈米藥物容易被截留的原因。單細胞RNA定序顯示,腸道菌相受到擾動後,庫普弗細胞由較積極吞噬的狀態轉向相對靜止,因而讓更多藥物留在循環中。
代謝體分析把這項變化進一步連到膽酸。部分膽酸的生成與轉化依賴腸道細菌;甲硝唑重塑菌相後,相關膽酸訊號減少,庫普弗細胞的吞噬活性也隨之降低。這使研究建立起一條由腸道菌相、膽酸到肝臟巨噬細胞的作用路徑,用以解釋宿主如何改變奈米藥物的體內分布。
為排除藥效只是殘留抗生素直接造成,團隊將接受甲硝唑處理之供體的糞便菌相移植至無菌小鼠。移植物中未檢出藥物,受體仍呈現較低的肝臟清除與較高的腫瘤藥物累積,支持這種特徵可隨菌相轉移,也強化了因果關係。
距離臨床應用仍有不少問題。廣泛使用抗生素可能破壞菌相、促成抗藥性,並影響其他癌症治療;小鼠的菌相、膽酸代謝與藥物清除也不等同於人體。下一步除了測試短期甲硝唑合併療法,研究人員還提出以特定菌群或膽酸調節手段重現效果,並評估菌相與膽酸能否成為預測奈米藥物反應的生物標記。