肿瘤治疗过程中，放疗及化疗等肿瘤治疗方法常伴有肿瘤耐受等副作用。于是有研究开始尝试一些其他疗法。肿瘤局部的厌氧微环境为厌氧菌提供了必要生存的条件。
厌氧菌能够在肿瘤坏死区和生长区增殖并引起肿瘤细胞溶解，这为直接使用活菌治疗肿瘤提供了可能。例如，某些经灭活（或减毒，甚至是活菌）或基因改造的厌氧菌，能导致肿瘤细胞溶解。本文主要综述了对实体瘤具有溶瘤作用的厌氧菌的应用情况。
1用细菌治疗肿瘤的主要历史事件
早在十九世纪初，Vaultier就观察到肿瘤患者发生细菌感染后肿瘤消退（tumor regression）的现象。将细菌用于肿瘤治疗不是新观点。
1868年，德国外科医生W.Busch开始在小范围内尝试用化脓性链球菌（Streptococcus pyogenes）感染来治疗肿瘤。1890年，William Coley大范围的将S.pyogenes用于肿瘤患者治疗，但结果不理想。为了提高S.pyogenes治疗效果，他培养了一株G-菌，即粘质沙雷菌（Serratia marcescens），这种尝试为细菌用于临床治疗迈出了关键一步。
人们就把这种经过热休克处理的G+菌（Streptococcus）和热休克处理的G-菌（S.marcescens）的混合物称之为Coley's毒素（Coley's toxin）。
1934年，美国医学协会宣布Coley's毒素是当时全身性治疗肉瘤（sarcomas）的唯一办法。随着放疗和化治等疗法的相继出现，1963年，Coley's毒素在肿瘤临床治疗的应用逐渐被淘汰，但Coley的工作促进了细菌肿瘤治疗的发展和肿瘤免疫学的出现。
1935年，Connell等用溶组织梭菌（Clostridium histolyticum）的无菌滤液，体外处理晚期癌，发现细菌生成的蛋白水解酶令肿瘤消退。但将梭菌用于动物实验和临床病人没有显著疗效。因此，厌氧菌在实体瘤治疗的应用严重受挫。
1976年，Morales等将卡介苗（Bacillus Calmette-Guerin，BCG）治疗表浅膀胱肿瘤，此局面才有所扭转。直到今天，在许多国家BCG仍用于治疗表浅膀胱肿瘤。
2尝试用于肿瘤治疗的厌氧菌
理想的抗肿瘤活菌应具有如下特征：（1）靶向性高：高度聚集在肿瘤组织，并保持毒性、侵袭性及组织溶解性，而在正常组织内聚集较少。（2）副作用小：无副作用或载体特异的免疫反应。（3）兼容性强：可与传统放、化疗等肿瘤治疗方法联合应用，以发挥抗肿瘤的最大效应。（4）敏感性高：对抗生素敏感，无耐受性。（5）稳定性好：可维持长期效应，直至肿瘤消退。
来源于双歧杆菌属（Bifodobacterium）、沙门菌属（Salmonella）和梭菌属（Clostridium）的某些菌株进入机体后，能在实体瘤中优先复制。在体内，这三种类型的细菌还能充当载体，用于转运或修饰编码某些因子基因，如前体药转换酶、毒素、血管生成抑制剂和细胞因子等。
2.1双歧杆菌属
研究主要关注的菌株有长双岐杆（B.longum）、青春双歧杆菌（B.adolescentis）及婴儿双歧杆菌（B.infantis）等。双歧杆菌属为G+菌、兼性厌氧、无运动能力，不形成芽胞。双歧杆菌属是存在于人类肠道中的益生菌（probiotics），被认为是安全的细菌（safe bacteria），并广泛用于预防和治疗动物和人类胃肠道疾病。
其次，双歧杆菌属可通过静脉注射或口服等多途径给药。再次，双歧杆菌属可表达重组蛋白。但是，双歧杆菌属菌株不能形成芽胞，对存在环境较敏感，此特点限制了此属细菌在肿瘤治疗中的广泛应用。活双歧杆菌用于肿瘤治疗的研究较多的国家主要是中国和日本，研究内容主要涉及用活双歧杆菌作为基因传递的载体而用于肿瘤治疗。
2.2兼性厌氧的胞内菌
用于肿瘤治疗的兼性厌氧的胞内菌主要有沙门菌属（Salmonella）、李斯特菌属（Listeria）和大肠杆菌（E.coli）。沙门菌属中研究较多的是减毒的鼠伤寒沙门氏菌（S.typhimurium），此菌株具有如下几个优点：
（1）靶向性高：巨噬细胞是鼠伤寒沙门菌的靶细胞，故细菌较易随巨噬细胞进入肿瘤组织内增殖，在肿，并能到达肿瘤组织内部和进入静止期肿瘤细胞（肿瘤治疗的关键问题）。
（2）安全性较好：一方面，此菌株的全基因组序列和生化通路已经清楚；同时，减毒活疫苗安全性已被人类临床证明；另外，减毒沙门菌属可经进一步修饰，用于表达许多治疗蛋白的编码基因，如胞嘧啶脱氨酶（Cytosine Deaminase，CD）、肿瘤坏死因子（TNF-α）、丝裂霉素C（mitomycin C）、单纯疱疹病毒胸苷激酶（Herpes Simplex Virus Thymidine Kinase，HSV-TK）和肠杆菌素E3（colicin E3）等。
（3）专一的组织趋向性：能自然的趋向肝脏组织。动物实验表明，该菌株对肝脏转移瘤、转移黑色素瘤、前列腺癌和乳腺癌有较好的治疗效果。鼠伤寒沙门菌还具有易培养、能口服、能长期使用等优势，故治疗费用低。另外，此菌能非侵入性给药，适合长期治疗。
目前，减毒的鼠伤寒沙门氏菌株VNP20009（msbB和purI基因缺陷株）和TAPET-CD（VNP20009的衍生体）已进行临床I期肿瘤患者的治疗。但S.typhimurium细胞壁成分具有免疫原性，并在正常组织中有明显的增殖趋势。研究表明猪霍乱沙门氏菌（Salmonella choleraesuis）可延迟肿瘤生长并提高实验动物生存率。
李斯特菌属中研究较多主要是李斯特单胞菌（L.monocytogenes），此菌可在厌氧和有氧条件下生长，故可靶向大体积或小体积肿瘤。但由于毒力因素的存在，使其应用受限。尤其是当大量细菌进入组织时，LPS成为重要的毒力因素。
大肠杆菌为人体的正常菌群，遗传背景最清楚，被广泛用作肿瘤基因治疗的载体。同样，LPS的毒力问题也限制了其应用。
2.3专性厌氧菌
梭菌属（Clostridium）是用于肿瘤治疗研究较多的专性厌氧菌，包括能水解蛋白质的梭菌属，即产芽胞梭菌（C.sporogenes）和能水解糖的梭菌属，即溶瘤梭菌（C.oncolyticum）、诺氏梭菌（C.novyi）、丁酸梭菌（C.butyricum）、拜氏梭菌（C.beijerinckii）和丙酮丁酸梭菌（C.acetobutylicum）。
梭菌属为G+菌、专性厌氧、能形成芽胞。常定居在土壤和动物及人肠道中。有80多种，已经研究的10多种，不同种之间对氧的耐受和生化反应存在差异。梭菌属能形成芽胞，故易生产、耐储运、更经济；另外，给药途径多样，可通过非侵入途径或静脉注射等方式进行系统给药；与双歧杆菌属和沙门菌属相比，溶瘤效果更显著。
但梭菌属是专性厌氧菌，故只能在大体积肿瘤的缺氧区或坏死区繁殖，溶瘤作用在肿瘤边缘区中止，导致不完全的肿瘤溶解。其次，工业生产中用的拜氏梭菌、丙酮丁酸梭菌和丁酸梭菌等非致病菌，与相关的前体药物一同注射进入机体，就会失去溶瘤作用。另外，某些菌株难以进行基因修饰，如C.sporogenes和C.sporogenes等。
2001年，Dang等研究了来自于双歧杆菌属、乳酸菌属及梭菌属的26株厌氧菌在肿瘤的定植能力，发现只有C.novyi和C.sordellii能广泛定植于肿瘤坏死区。用热休克的方法（70℃，15 min）破坏致死性α-毒素，得到减毒活菌株C.novyi-NT，但单独的C.novyi-NT没有明显的肿瘤控制效果。
因此，Dang等提出联合细菌的溶瘤治疗（Combined Bacteriolytic Therapy，COBALT），即将C.novyi-NT与传统化疗或放疗结合，这种治疗有明显的抗肿瘤效果。但肿瘤大范围溶解引起的毒血症导致实验动物死亡，称之为肿瘤溶解综合症（tumour lysis syndrome）。C.novyi-NT全基因组测序和解码以及C.novyi-NT芽胞外被（spore coat）结构特征的研究也为选择合适的梭菌属菌株进行基因改造和降低C.novyi-NT芽胞的毒性等提供了重要的资料。
C.novyi-NT用于实体瘤治疗的临床Ⅰ期实验正在进行中，实验结果预示这是一种非常有希望的治疗措施。
3问题及展望
有待于解决的问题主要有三个：首先，如何在细菌毒力与效力之间找到平衡点？如何有效克服肿瘤细胞溶解以后，大量的肿瘤细胞产物流出可造成全身毒性，甚至对机体瘫痪的细胞免疫系统的不利影响？例如，用减毒的C.novyi-NT芽胞进行的COBALT疗法仍能导致实验小鼠约15%～45%的死亡率。
其次，如何开发适用于治疗小的、没有坏死的肿瘤转移灶的细菌？最后，如何控制细菌可能发生的突变而造成的肿瘤治疗的失败或扩散而造成的细菌感染？A群溶血性链球菌制剂（康赛宁）、铜绿假单胞菌注射液及卡介苗已成功应用于肿瘤临床治疗。
另外，VNP20009、TAPET-CD和C.novyi-NT芽胞也在临床Ⅰ期试验中显示良好治疗效果。厌氧菌用于肿瘤治疗还处于试验阶段，相信随着基因技术的不断发展，厌氧菌在肿瘤治疗中将有良好的应用前景。
