重庆医科大学团队发现，肿瘤内的脓肿分枝杆菌可增加促肺癌突变！

肿瘤微环境包含复杂的组分，如恶性上皮细胞、间质成纤维细胞、血管与淋巴结构、浸润性免疫细胞、细胞外基质、可溶性介质，以及微生物成分，形成动态通讯网络，影响肿瘤的发生、进展、免疫逃逸以及治疗反应。在这些组分中，肿瘤内微生物已经被视为一种生物活性组分，而非单纯的被动污染。

近期研究还表明，肿瘤相关微生物可影响炎症反应、代谢过程、免疫细胞募集以及治疗效果。目前，肿瘤内微生物是否能直接影响导致肿瘤基因组多样性的突变过程还不清楚。

在最近的《信号转导与靶向治疗》杂志上，重庆医科大学第一附属医院和第二附属医院的研究团队发表了最新研究成果。他们通过对非小细胞肺癌（NSCLC）患者的综合多组学分析，鉴定出脓肿分枝杆菌是载脂蛋白B mRNA编辑酶（APOBEC3A）相关突变的关键微生物决定因子。

机制上，该细菌的效应蛋白核苷二磷酸激酶（NDK）可直接靶向宿主转录因子IRF3，并在其H263位点进行一种非经典的1-磷酸组氨酸修饰，从而放大I型干扰素信号，并维持APOBEC3A表达。通过遗传学手段使NDK失活，或利用工程化的NDK-PROTAC药物进行药理学清除，均可抑制APOBEC3A激活并减弱微生物驱动的突变。

这些发现为在NSCLC中阻断微生物驱动的突变提供了潜在的治疗框架。

在NSCLC患者的样本中，研究人员发现肿瘤内定植的脓肿分枝杆菌与APOBEC3A的激活及突变增强密切相关。外显子测序和微生物组分析显示，细菌丰度高的肿瘤样本具有更强的APOBEC突变特征，并伴随APOBEC3A蛋白表达升高。

在小鼠的异种移植和Kras/TP53自发性肺癌模型中，肿瘤内注射脓肿分枝杆菌加速了肿瘤的生长和突变积累，而APOBEC3A敲除则显著减弱了这一效应，确立了脓肿分枝杆菌与突变增强之间的因果关系。

效应因子筛选的结果显示，脓肿分枝杆菌的23个效应蛋白中只有NDK能显著诱导APOBEC3A表达。过表达NDK的NSCLC类器官也显示出APOBEC3A在转录和蛋白表达水平上均明显升高，而在NDK敲低菌株中，这一效应消失。在小鼠中进行的体内实验进一步验证了NDK的关键作用，只有野生型菌株能驱动APOBEC3A激活和突变增强，NDK敲低的菌株则没有这种影响。

对NDK诱导机制的探索发现，NDK能够直接与转录因子，干扰素调节因子3（IRF3）结合，并增强其活化，且二者的相互作用具有特异性，NDK不会与其他干扰素通路成分结合。

在病毒刺激下，NDK增强IRF3的磷酸化，增加干扰素β（IFN-β）分泌，并持续诱导APOBEC3A表达。这种互作依赖于TBK1介导的IRF3磷酸化，且NDK更倾向于和已被激活的IRF3结合。

NDK是一种保守的组氨酸激酶，基本作用是通过催化核苷二磷酸与三磷酸之间的磷酸转移，维持核苷酸库平衡。研究人员发现，它作为激酶的催化活性在IRF3激活中是必需的。野生型NDK能够催化IRF3的1-磷酸组氨酸修饰，而催化失活突变体则完全失去这一能力。也只有野生型NDK能驱动IFN-β分泌和APOBEC3A激活，促进突变积累。

通过位点突变分析，研究人员确定IRF3的H263位点是NDK的特异性靶点。当存在H263A突变时，NDK就无法进行1-磷酸组氨酸修饰，导致IRF3激活现象和APOBEC3A表达完全丧失。

由于脓肿分枝杆菌在肿瘤内持续定植，直接的根除性治疗具有挑战性。因此，研究团队开发了NDK-PROTAC，能够选择性降解肿瘤内的细菌NDK。在存在脓肿分枝杆菌的NSCLC小鼠模型中，NDK-PROTAC有效减缓了肿瘤生长，降低了肿瘤内的NDK和APOBEC3A水平。

为了进一步表明临床相关性，研究人员分析了43例NSCLC患者的数据。有12例患者存在脓肿分枝杆菌定植，在复合无病生存（DFS）率分析中，定植组的DFS率下降更快。但由于脓肿分枝杆菌阳性者数量有限，研究人员强调需要谨慎解读这种临床相关性。

综上所述，这项研究鉴定出了脓肿分枝杆菌作为一种微生物因子，增强APOBEC3A介导的肿瘤突变，拓展了对微生物群与肿瘤之间关系的理解。靶向NDK等微生物效应因子，代表了一条有前景的肿瘤治疗途径，可以限制微生物驱动的突变，并在微生物压力下提升长期治疗的持久性。