肠道菌群竟影响食管癌免疫治疗效果?唾液乳杆菌或是关键 “阻力”
肠道菌群竟影响食管癌免疫治疗效果?唾液乳杆菌或是关键 “阻力”
食管鳞状细胞癌是全球高发恶性肿瘤,在东亚等地区尤为多见。目前,以 PD-1 抑制剂为代表的免疫检查点疗法,已成为局部进展期食管癌的主流新辅助治疗方案,能有效提升手术根治概率。但临床中发现,仅有不到 30% 的患者能达到病理完全缓解,免疫治疗耐药成为制约疗效的最大难题。
近年来多项研究证实,肠道菌群可通过调节机体免疫、分泌代谢物,深刻影响肿瘤免疫治疗的最终效果。不过针对食管癌,肠道菌群与 PD-1 治疗耐药的具体关联、分子机制尚不明确。为此,研究团队开展了多队列临床研究,结合动物模型、细胞实验与多组学分析,锁定了介导耐药的关键菌种与代谢通路。
临床队列证实:耐药患者肠道唾液乳杆菌显著富集。研究共设置 1 个发现队列、2 个验证队列以及 1 个单纯放化疗对照队列,累计纳入百余名接受新辅助治疗的食管鳞癌患者,依据术后肿瘤退缩程度,将患者分为治疗有效组与治疗无效(耐药)组。研究人员对患者粪便样本开展 16S rRNA 测序、宏基因组测序与代谢组检测,得到明确结果:整体菌群多样性上,免疫治疗耐药患者的肠道菌群多样性显著低于有效患者;物种差异分析显示,唾液乳杆菌(Ligilactobacillus salivarius) 在耐药患者肠道中丰度大幅升高,而嗜黏阿克曼菌、拟杆菌等有益菌在有效组中占比更高;
代谢组数据同步发现,耐药患者粪便、血清内3 - 吲哚乳酸(ILA) 含量显著上升,且唾液乳杆菌丰度与 ILA 水平呈明显正相关。对比单纯放化疗队列后进一步确认:唾液乳杆菌、ILA 的异常升高仅针对 PD-1 免疫治疗,对传统放化疗疗效无明显影响,证明二者是食管癌免疫治疗特有的耐药相关标志物。
动物模型实锤:唾液乳杆菌直接削弱免疫疗效。为验证因果关系,团队构建了食管鳞癌原位小鼠模型,先使用抗生素清除小鼠自身肠道菌群,再分组开展粪菌移植、单一菌株灌胃实验:移植耐药患者粪便的小鼠,接受 PD-1 治疗后肿瘤控制效果极差;移植治疗有效患者粪便的小鼠,免疫治疗作用显著;单独给小鼠灌胃唾液乳杆菌后,PD-1 抑制剂疗效大幅下降,肿瘤生长速度明显加快;补充唾液乳杆菌并不会影响顺铂等化疗药物的作用,再次印证该菌株仅特异性拮抗免疫治疗。免疫细胞检测发现:唾液乳杆菌并不会改变肠道整体菌群结构,而是靶向肿瘤微环境中的CD8⁺杀伤性 T 细胞,大幅减少肿瘤组织内 CD8⁺T 细胞浸润,同时抑制 IFN-γ、TNF-α、IL-2 等抗肿瘤细胞因子分泌,直接瓦解机体抗肿瘤免疫能力。
代谢物 ILA:驱动 T 细胞终末耗竭的 “元凶”。研究追踪菌群下游效应分子后确定,3 - 吲哚乳酸(ILA) 是唾液乳发挥耐药作用的核心物质,该代谢物由唾液乳杆菌分解色氨酸产生。体外补充纯化 ILA 后,原本对 PD-1 敏感的小鼠也出现治疗抵抗;科研人员敲除唾液乳杆菌中合成 ILA 的关键基因,构建ILA 缺陷型菌株。该菌株灌胃小鼠后,不再诱导免疫耐药;若重新补充外源性 ILA,耐药表型会再次出现,直接证实 ILA 是功能核心。进一步细胞实验显示,ILA 可直接作用于食管鳞癌患者的肿瘤浸润 CD8⁺T 细胞,降低颗粒酶 B、穿孔素等杀伤分子的表达,抑制 T 细胞增殖与活化,让 T 细胞丧失杀伤肿瘤细胞的能力。
深层分子机制:AhR/NF-κB 通路介导免疫衰竭。借助单细胞测序技术,研究解析了 ILA 影响 T 细胞的具体机制,并重点关注耗竭型 CD8⁺T 细胞亚群:肿瘤中的耗竭 CD8⁺T 细胞分为两类:NKG7⁺前体耗竭 T 细胞(Tpex) 和NKG7⁻终末耗竭 T 细胞。其中 NKG7⁺ Tpex 细胞仍具备较强的抗肿瘤活性,也是 PD-1 抑制剂主要起效的细胞群体。
ILA 的作用通路如下:ILA 激活 CD8⁺ T 细胞内芳香烃受体(AhR);活化的 AhR 抑制下游NF-κB 信号通路;该调控促使功能性 NKG7⁺ Tpex 细胞大量向无作用的终末耗竭 T 细胞转化,彻底摧毁抗肿瘤免疫。实验证实:敲除 AhR 基因、或药物激活 NF-κB 通路,均可逆转 ILA 造成的免疫抑制,恢复 CD8⁺T 细胞功能,重新提升 PD-1 治疗效果。
深层分子机制:AhR/NF-κB 通路介导免疫衰竭。研究进一步挖掘出仅存在于腺瘤人群中的菌群 - 代谢物关联模式,这也是区别于单纯结直肠癌的重要特征:二肽类物质:腺瘤人群中,肠道菌群对二肽的代谢调控作用显著增强,如沃氏嗜胆菌与含丙氨酸二肽呈现特异性负相关,提示菌群蛋白水解功能异常,会破坏肠道屏障、加重局部炎症;鞘脂类物质:肠道共生菌 Sellimonas intestinalis 在健康人群中与鞘脂呈正向关联,但在腺瘤人群中关联方向完全反转;代谢调控差异:部分代谢物在腺瘤组中,菌群对其含量的解释度大幅提升或下降,反映肠道微生态整体功能发生重构。这些特异性互作证明:腺瘤阶段并非只是菌群简单失衡,而是形成了一套促炎、促增殖的微生物 - 代谢微环境,即便腺瘤病灶被切除,这套异常微环境依旧长期存在,持续增加癌变风险。
总结:肠道唾液乳杆菌及其代谢产物3 - 吲哚乳酸(ILA),是食管鳞状细胞癌 PD-1 免疫治疗产生耐药的关键驱动因素;ILA 通过激活 AhR、抑制 NF-κB 通路,诱导功能性 NKG7⁺前体耗竭 CD8⁺T 细胞发生终末耗竭,造成抗肿瘤免疫瘫痪;唾液乳杆菌、ILA 可作为食管癌免疫治疗的无创预测标志物,也为开发联合干预方案、逆转耐药提供了明确靶点。
文献链接:https://www.cell.com/cell-host-microbe/fulltext/S1931-3128(26)00087-9
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