“生物信息数据分析结果提示，早期肺转移的细菌可能仍带有原位肿瘤的菌群特征，而随着肿瘤的进一步发展，开始受肺部微环境的影响。”论文共同第一作者、西湖大学生命科学学院博士后付爱坤对《中国科学报》说。

通过实验，研究人员看到循环肿瘤细胞能携带肿瘤菌群到达远端器官，而回输这些肿瘤菌群，不影响肿瘤原位生长，但显著促进肿瘤转移，甚至让弱转移的肿瘤类型也能够大量转移。

“结合抗生素清除实验，我们证明了肿瘤菌群在生理状态下促进转移的功能。”付爱坤说。

肿瘤治疗的潜在方向

肿瘤细胞在转移过程中，尤其是在循环系统中，会经历“液流剪切”的压力，这容易引起细胞死亡。

“肿瘤细胞转移必须进入血液系统，但血流系统存在一种‘液流压力’（机体内奇妙的防转移机制），会导致超过99%的肿瘤细胞死亡。”蔡尚说。

为进一步探讨肿瘤菌群对于促进肿瘤细胞转移的机制，该团队利用单细胞测序分析，找到细菌入侵肿瘤细胞之后，特异性地上调液流剪切压力通路。

体外构建液流压力系统及体内尾静脉回输实验证明，经历压力之后，入侵细菌的细胞比对照组的细胞具有更高的存活能力。

实验表明，如果细菌侵入肿瘤细胞，它可以给肿瘤细胞提供很强的保护作用。

肿瘤细胞面临液流压力时，生存能力会提高5至10倍，其远端存活概率大大提高。

“细菌入侵重塑了肿瘤细胞的细胞骨架，以此来抵抗液流压力。”蔡尚解释说，“这些细菌其实对肿瘤是有帮助的，能帮助肿瘤扩散转移。”

研究团队还收集了配对乳腺癌病人的肿瘤组织、癌旁组织和淋巴结组织，并测序分析菌群的组成，结果显示，小鼠乳腺癌组织和人乳腺癌组织具有相似的微生物谱和动态变化。

也就是说，“人类乳腺癌菌群可能在癌症发生和进展中起着相似的作用”。

蔡尚认为，除了众所周知的遗传、表观遗传和基质微环境因素外，宿主微生物群作为一种不可忽视的机体组成部分，在调节癌症易感性和肿瘤进展方面是一种至关重要的介质。“它们的存在为癌症生物学研究增加了另一层复杂性。”

论文审稿人评价说，“这项研究非常及时，也非常关键，回答了领域里的重要问题。”使用抗生素特异性地清除肿瘤菌群，显著降低肿瘤转移但不影响肿瘤生长。

研究在机制上证明胞内菌可以调节宿主细胞的骨架，抵抗宿主细胞在循环系统中的液流压力，从而促进癌细胞的存活，为深入理解肿瘤转移提供了新见解，也为临床上治疗乳腺癌开辟了全新的思路。

“这是个新兴领域，我们发现的可能只是冰山一角。”蔡尚说，“这项研究加深了对肿瘤本质的认知，同时会吸引更多研究者关注这一方向。如果人们能调控这些菌群的话，会为肿瘤治疗提供一个潜在的方法。”