表皮葡萄球菌（Staphylococcus epidermidis）是滋生于生物体表皮上的一种革兰氏阳性球菌，因常堆聚成葡萄串状，故命名为表皮葡萄球菌。
表皮葡萄球菌是正常人群皮肤表面微生物的主要成员之一，对维持皮肤的健康状态发挥着重要作用。在正常生理环境下，表皮葡萄球菌通过抗菌肽参与皮肤固有免疫，其细胞壁成分脂磷壁酸有助于适应性免疫系统的发育和启动，从而调节皮肤免疫过程。
近日，在斯坦福大学工程系副教授 Michael Fischbach 的领导下，一组研究人员通过工程化改造表皮葡萄球菌 NIHLM087，达到了预防或者治疗癌症的效果。该研究以题为“Engineered skin bacteria induce antitumor T cell responses against melanoma”发表在 Science 上。
Michael Fischbach 也是斯坦福 ChEM-H 的研究所学者、斯坦福微生物组疗法计划的主任。曾获多项殊荣，包括 HHMI-Simons 教师学者奖、David 和 Lucille Packard 基金会的科学与工程奖学金、WM Keck 基金会的医学研究奖等。
据研究人员透露，经过改造的微生物已在小鼠身上起作用，人体试验也在计划中。
“我认为这确实是一个重大突破。”未参与这项研究的马里兰州贝塞斯达国家人类基因组研究所遗传学家和皮肤生物学家 Julie Segre 说道。她表示，利用微生物治疗癌症和其他潜在疾病的想法是“微生物组的一个非常令人兴奋的新途径”。
▲图 | Michael Fischbach（来源：官网）
表皮葡萄球菌 NIHLM087 可以在小鼠和非人类灵长类动物中引发肿瘤特异性 CD4+ 和 CD8+ T 细胞，这些免疫细胞迁移到远端皮肤细胞和肺部，并表现出抗肿瘤活性。
在这项研究中，研究人员使用的微生物从一名志愿者的耳后采集，研究人员工程化改造微生物，向其基因组中插入新基因，该基因编码位于某些癌症表面的一种蛋白质。
然后，该团队用棉签在老鼠皮肤上擦拭经过改造的微生物；另一组小鼠身上涂有常规的、未经修饰的微生物样本。在这两种情况下，微生物都会迅速在老鼠的皮肤上定植。同时，给小鼠注射黑色素瘤细胞，这些细胞取自其他患有癌症的小鼠。
在接下来的几周内，研究人员观察到，在接受常规微生物处理的小鼠体内长出了肿瘤；但在经工程微生物处理的小鼠中，癌症的进展显著减缓。
Fischbach 称，“该疗法也适用于已经患有肿瘤的小鼠。”
Fischbach 还计划推进人体试验。但在此之前，需要找到一个更好的候选菌株，还必须选择合适的癌症蛋白作为目标。目前尚不知道表皮葡萄球菌是否会在人体内引发相同的免疫反应。
一旦研究人员弄清楚他们将改造哪种微生物以及如何改造，他们将在动物身上进行试验。Fischbach 计划在未来几年内开始对癌症患者设计微生物进行试验。
总而言之，这样研究表明，工程表皮葡萄球菌生成的肿瘤特异性 T 细胞浸润并减少局部和转移性黑色素瘤的生长。结合免疫检查点抑制剂，这些工程化的皮肤细菌减缓肿瘤的生长。这些发现表明，来自工程共生体的免疫反应可能具有针对其他感兴趣的肿瘤抗原的治疗潜力。
值得注意的是，Fischbach 还于 2019 年共同创立了 Federation Bio，开发微生物疗法，用于治疗代谢紊乱、转移性癌症等疾病。此外，他还是Revolution Medicines 的联合创始人，以及 NGM Biopharmaceuticals 的科学顾问委员会成员。
Federation Bio 现已经积累了一个包含数百种专有细菌菌株的文库。其主要候选化合物 FB-001 是一种口服疗法，由从多个健康供体中分离出的 148 种微生物菌株组成。FB-001 的主要适应症是肠道高草酸尿症（EH）。去年 12 月，该公司宣布已经完成了 FB-001 临床 Ⅰ 期试验中首次给药，预计 2023 年年中公布中期研究结果。
参考链接：
1.https://www.technologyreview.com/2023/04/13/1071557/bacteria-engineered-fight-cancer/
2.DOI：10.1126/science.abp9563
