噬菌体走上抗癌前线：精准干预脆弱拟杆菌促结直肠癌化疗耐药

一、研究背景

结直肠癌（CRC）化疗失败常源于耐药性产生，而肠道微生物作为 “隐形调控者” 的作用逐渐被关注。已有研究表明，部分肠道菌可通过代谢药物或调节宿主免疫影响治疗效果，但具体致病菌及其机制不明。脆弱拟杆菌作为肠道共生菌，是否参与 CRC 化疗耐药、其与宿主细胞的互作机制及干预策略成为研究焦点。

二、研究方法

1.临床队列分析：对香港（64 例）和昆明（42 例）CRC 患者粪便进行宏基因组测序，按化疗应答分组对比菌群差异。

2.动物与细胞模型：通过 HT29 异种移植瘤、ApcMin/+ 小鼠及 AOM/DSS 诱导 CRC 模型，验证脆弱拟杆菌对 5-FU/OXA 化疗的影响。

3.分子机制验证：结合 RNA 测序、蛋白质互作实验（GST pull-down、微尺度热泳动）及分子对接，解析细菌 - 细胞互作通路。

4.噬菌体疗法评估：筛选靶向脆弱拟杆菌的噬菌体 VA7，在小鼠模型中验证其清除效率及化疗增敏作用。

三、 研究结果分析

1.细菌 - 细胞直接互作：扫描电镜显示，脆弱拟杆菌以杆状结构紧密附着于 HT29 细胞表面，透射电镜进一步证实其与细胞膜的特异性结合。

2.分子互作机制：通过生物素远 western blot 和质谱分析，鉴定出脆弱拟杆菌表面蛋白 SusD/RagB 为关键黏附因子。GST pull-down 实验证实，SusD/RagB 与结直肠癌细胞 Notch1 受体直接结合，微尺度热泳动（MST）测定其结合亲和力 KD=1.3 μM。分子对接显示，两者通过盐桥和氢键形成稳定复合物，结合能达 - 9.25 kcal/mol。

3.信号通路激活：SusD/RagB-Notch1 结合激活下游 Hes1、MAML1 等信号分子，促进上皮 - 间充质转化（EMT）和干细胞标志物（CD44、CD133）表达，抑制化疗诱导的细胞凋亡。

4.临床相关性：在香港队列中，化疗非应答者粪便脆弱拟杆菌丰度较应答者升高 2.3 倍（P=0.016），昆明队列中差异达 3.1 倍（P=0.0034），且高丰度患者的无进展生存期较对照组缩短 42%（P=0.019），总生存期缩短 37%（P=0.014）。宏基因组分析还发现，非应答者中脆弱拟杆菌的susD基因表达量较应答者上调 1.8 倍，提示其表面蛋白编码基因的高表达与耐药相关。

5.动物模型验证：在 HT29 异种移植瘤模型中，脆弱拟杆菌定植使 5-FU 治疗后的肿瘤体积较对照组增大 2.8 倍（P<0.0001），OXA 治疗组肿瘤体积增大 2.1 倍（P=0.001）；ApcMin/+ 小鼠模型中，脆弱拟杆菌削弱化疗效果的现象与移植瘤模型一致。进一步研究发现，敲除susD基因的脆弱拟杆菌失去促耐药能力，而在大肠杆菌中过表达 SusD/RagB 可使肿瘤对 5-FU 的耐药性提升 1.7 倍，且 Notch1 抑制剂 DAPT 能完全逆转这一耐药表型，使肿瘤凋亡率恢复至单纯化疗组水平。

6.噬菌体靶向干预：噬菌体 VA7 在体外可特异性裂解脆弱拟杆菌，24 小时内使菌液浓度降低 4.2 log；在 AOM/DSS 诱导的 CRC 小鼠中，VA7 治疗使肠道和肿瘤内的脆弱拟杆菌丰度分别降低 3.5 log 和 3.8 log（P<0.0001）。联合 5-FU/OXA 治疗时，VA7 使肿瘤负荷较单纯化疗组减少 53%-61%，且血清 ALT、AST 等肝肾功能指标与对照组无显著差异，证实其安全性。

四、研究结论与展望

本研究首次阐明脆弱拟杆菌通过 SusD/RagB-Notch1 轴促进 CRC 化疗耐药，并证实噬菌体 VA7 的精准清除可恢复化疗敏感性。这一发现推动了两大转化方向：

1.粪便脆弱拟杆菌丰度可作为化疗应答预测标志物，其检测或可指导临床个体化治疗决策；

2.噬菌体 VA7 与化疗联用或成克服耐药新策略，其高特异性避免了广谱抗生素对肠道菌群的破坏。未来需在更大规模临床队列中验证脆弱拟杆菌的预测价值，并探索噬菌体与免疫检查点抑制剂的协同潜力，为 CRC 精准微生物干预提供更完善的解决方案。

参考文献：

Ding X, Ting NL, Wong CC, Huang P, Jiang L, Liu C, Lin Y, Li S, Liu Y, Xie M, Liu W, Yuan K, Wang L, Zhang X, Ding Y, Li Q, Sun Y, Miao Y, Ma L, Gao X, Li W, Wu WKK, Sung JJY, Wong SH, Yu J. Bacteroides fragilis promotes chemoresistance in colorectal cancer, and its elimination by phage VA7 restores chemosensitivity. Cell Host Microbe. 2025 May 20:S1931-3128(25)00183-0. doi: 10.1016/j.chom.2025.05.004. Epub ahead of print. PMID: 40446807.