这篇文章的标题为《Lactobacillus rhamnosus GG通过cGAS/STING依赖的I型干扰素途径增强免疫检查点抑制剂治疗效果》，发表于2022年《Gut》期刊，文章的DOI为10.1136/gutjnl-2020-323426。主要作者包括Wei Si、Hua Liang、Jason Bugno、Qi Xu、Xingchen Ding、Kaiting Yang、Yanbin Fu、Ralph R. Weichselbaum、Xin Zhao和Liangliang Wang，研究涉及的主要机构有美国芝加哥大学、加拿大麦吉尔大学和中国山东癌症医院等。

研究背景

本研究主要聚焦于癌症免疫治疗领域，特别是免疫检查点抑制（immune checkpoint blockade，ICB）疗法的疗效提升。近年来，免疫检查点抑制剂（如抗PD-1、PD-L1抗体）已成为治疗多种恶性肿瘤的重要手段，然而仍有相当比例的患者对单一ICB治疗无反应。研究表明，肠道微生物群在肿瘤免疫治疗中的作用不容忽视。肠道微生物群的变化可能影响免疫系统的反应，从而对肿瘤的免疫应答产生积极影响。本研究的核心目标是探讨Lactobacillus rhamnosus GG（简称LGG，一种常用的益生菌）是否能够与免疫检查点抑制剂联合使用，提高癌症免疫治疗的效果，并揭示其潜在的免疫机制。

研究方法

本研究采用了小鼠模型，重点研究了LGG和免疫检查点抑制剂（PD-1抗体）的联合使用是否能增强抗肿瘤反应，并分析了肠道微生物群的变化。以下是研究的详细流程和关键实验步骤：

1. 小鼠模型的选择与实验分组

研究人员选用了小鼠模型，特别是结肠癌和黑色素瘤模型，研究其肿瘤生长对不同治疗的反应。小鼠模型包括了C57BL/6背景的MC38结肠癌小鼠和B16F10黑色素瘤小鼠。在肿瘤达到一定大小时，分别接受不同治疗：LGG单药治疗、PD-1抗体单药治疗、LGG联合PD-1抗体治疗等。

2. LGG治疗与免疫检查点抑制剂联合治疗

LGG通过口服给药的方式给予小鼠，剂量为2×10^9 CFU/mouse，并与PD-1抗体联合使用。为了探讨LGG与ICB治疗的协同作用，研究人员还将热灭活的LGG与PD-1抗体进行比较，结果发现只有活性LGG才具备增强ICB治疗效果的能力。所有小鼠在治疗后分别监测肿瘤体积、存活率，并通过流式细胞术分析肿瘤内的免疫细胞浸润情况。

3. 肠道微生物群分析

为了进一步研究LGG与免疫检查点抑制剂联合治疗对肠道微生物群的影响，研究者进行了全基因组枪击测序（shotgun metagenome sequencing）。通过对比治疗前后肠道微生物群的组成变化，发现LGG联合PD-1抗体治疗能够显著改变肠道微生物群的结构，尤其是Lactobacillus murinus和Bacteroides uniformis这两种细菌的富集，且这两种细菌已知能增强树突状细胞（DC）的激活和CD8+ T细胞向肿瘤的募集。

4. 树突状细胞的免疫功能分析

树突状细胞作为重要的抗原呈递细胞，参与了免疫反应的启动和调控。研究通过流式细胞术分析了肿瘤组织中树突状细胞的浸润情况，发现LGG联合PD-1抗体治疗显著增加了肿瘤内树突状细胞和CD8+ T细胞的数量。此外，研究还发现LGG能够通过cGAS/STING途径激活I型干扰素（IFN-β）的产生，从而增强树突状细胞的交叉激活作用，促进抗肿瘤CD8+ T细胞的活化。

5. 免疫细胞的功能分析

为了探讨LGG与ICB治疗对免疫细胞功能的影响，研究者通过IFN-γ酶联免疫吸附实验（ELISPOT）评估了CD8+ T细胞的功能，结果表明，联合治疗显著提高了肿瘤内的IFN-γ分泌。此外，流式细胞术进一步显示，LGG与PD-1抗体联合治疗能够增强肿瘤内CD8+ T细胞的细胞毒性功能。

研究结果

本研究的结果表明，口服活性LGG能够显著增强PD-1抗体治疗的抗肿瘤效果，主要机制是通过增强树突状细胞的数量和功能，提升CD8+ T细胞的抗肿瘤活性。具体来说：

1. LGG增强了树突状细胞和CD8+ T细胞的浸润：在接受LGG治疗的小鼠中，肿瘤内树突状细胞和CD8+ T细胞的数量显著增加，尤其是在联合治疗组，肿瘤体积和小鼠存活率得到了显著改善。

2. 免疫微环境的改变：通过肠道微生物群分析，研究发现LGG联合治疗不仅增强了树突状细胞的免疫功能，还促进了与肿瘤免疫相关的微生物群的变化，表明肠道微生物群的结构变化可能对免疫治疗的效果产生影响。

3. cGAS/STING途径的激活：研究还发现LGG能够通过cGAS/STING途径诱导I型干扰素的产生，进而增强树突状细胞的抗肿瘤免疫作用。这一途径的作用对于LGG在增强免疫检查点抑制剂治疗中的效果至关重要。

4. LGG的抗肿瘤作用依赖于CD8+ T细胞：通过CD8+ T细胞去除实验，研究确认LGG单独或与免疫检查点抑制剂联合治疗的抗肿瘤效果均依赖于CD8+ T细胞的作用。

研究结论

本研究为活性LGG在癌症免疫治疗中的应用提供了有力的证据。研究结果表明，LGG能够通过调节肠道微生物群、增强树突状细胞的抗原呈递功能、激活I型干扰素信号通路等机制，增强免疫检查点抑制剂的抗肿瘤效果。LGG与免疫检查点抑制剂的联合应用为癌症免疫治疗提供了一种新的思路，尤其是对于那些对免疫检查点抑制剂反应不佳的患者群体，联合治疗可能为其提供新的治疗选择。

研究亮点

1. 创新性发现：本研究首次证明了LGG通过cGAS/STING途径增强免疫检查点抑制剂治疗效果的机制，丰富了肠道微生物在癌症免疫治疗中的作用。
2. 肠道微生物的潜在应用：研究发现LGG能够通过改变肠道微生物群的结构，改善免疫微环境，从而增强免疫治疗的效果。这一发现为肠道微生物在癌症治疗中的潜在应用提供了重要线索。
3. 临床应用价值：本研究为LGG作为免疫治疗辅助药物的临床应用提供了科学依据，未来可能推动LGG与免疫检查点抑制剂联合使用的临床试验和实际应用。

总结

本研究通过小鼠实验系统地探讨了活性LGG与免疫检查点抑制剂联合使用的抗肿瘤效果及其机制，揭示了LGG通过激活cGAS/STING途径促进I型干扰素产生，增强树突状细胞和CD8+ T细胞的免疫功能，从而提高免疫治疗效果的可能性。这一研究不仅为肠道微生物与癌症免疫治疗的关系提供了新的视角，也为未来的临床治疗方案提供了宝贵的参考。