为什么有些患者对新的癌症免疫疗法反应良好，而另一些患者则不然？肿瘤或患者的遗传成分可能起作用。我们和其他科学家的工作现在也表明，个体微生物组构成上的差异，即栖息在身体各个部位的友善细菌，也可能发挥作用。
这些细菌群落，特别是肠道中的细菌群落，其组成种类可能有所不同。这些种类反过来会通过尚未完全了解的机制影响宿主免疫系统炎症反应的强度。某些细菌会引发炎症过度反应，促使正常细胞癌变，或错误地训练免疫细胞攻击关节中的健康组织，例如类风湿性关节炎。
有时细菌可能能够触发治疗反应。我们芝加哥大学的研究小组研究了基因相同的、但由于在不同环境中饲养而具有不同微生物组的小鼠品系。在给小鼠注射了黑色素瘤皮肤癌细胞后，一组小鼠的肿瘤生长缓慢，而另一组则生长较快。肿瘤生长较慢的小鼠也对其肿瘤产生了更强的免疫反应。引人注目的是，将肿瘤生长较慢的小鼠的微生物组移植到另一组小鼠身上——我们通过在动物之间转移粪便物质来实现这一点——导致后一组小鼠的肿瘤生长也变慢了。
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通过分析两组小鼠粪便样本中的 DNA，我们的团队发现了两种来自双歧杆菌属的细菌 species，它们似乎对改善的抗肿瘤活性负责。 值得注意的是，仅喂食小鼠一种菌株——长双歧杆菌或短双歧杆菌——就足以增强免疫系统并减缓受体小鼠的肿瘤生长。 这些有益细菌菌株的存在甚至决定了一种新的免疫疗法药物（所谓的检查点抑制剂）的疗效。 在接受检查点抑制剂治疗且微生物组包含双歧杆菌 species 的小鼠中，肿瘤完全消失； 然而，缺乏双歧杆菌的小鼠对该药物仅产生部分反应，但如果也喂食正确的细菌菌株，则可以治愈。
第二个研究小组（主要位于法国）使用另一种检查点抑制剂进行了类似的实验。他们确定，另一种细菌属——拟杆菌属 (Bacteroides)——使接受治疗的动物能够消除注射的肿瘤。给动物服用杀死这些微生物的抗生素会使抗癌药物失效——鉴于许多癌症患者也接受抗生素治疗，这应该引起医生们的重视。法国和芝加哥研究小组的结果于 2015 年 11 月发表在《科学》(Science) 杂志上。
显然，我们需要更全面地对人类微生物组中的细菌及其潜在的抗肿瘤作用进行分类，然后才能向人们推荐任何治疗方法。 尽管双歧杆菌等细菌似乎具有有利作用，但其他菌株可能使肿瘤生长得更快。（食用酸奶来增强免疫治疗也可能无效。酸奶通常含有乳双歧杆菌或双歧双歧杆菌，它们可能与最近小鼠研究中使用的菌种没有相同的效果。）临床医生也不希望过度增强免疫系统，以免引发自身免疫性疾病。