是敌是友?肠道微生物在癌症发生与治疗中的双重身份

是敌是友?肠道微生物在癌症发生与治疗中的双重身份

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来源:黄兰艳
2025-05-12 16:38:23
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核心提示:肠道微生物在癌症中既可能通过炎症与代谢产物促进肿瘤发展,又可增强免疫治疗响应,呈现“敌”与“友”的双重角色,微生态干预策略正成为癌症精准治疗的重要突破口

202556日,比利时鲁汶大学Nobels等人在《Nature Metabolism》期刊发表题为《The gut microbiome and cancer: from tumorigenesis to therapy》的综述文章,系统梳理了肠道微生物群在癌症发生机制与治疗应答中的作用。文章强调,肠道菌群既可能作为肿瘤发生的推手,又在抗癌治疗中发挥增敏作用,呈现出“敌”与“友”的双重特性,为未来基于微生态调控的精准治疗策略提供了理论依据与研究方向。

引言:癌症微生态的新维度正在浮现

传统癌症理论聚焦于宿主的基因变异与免疫紊乱,近年来研究表明,肠道微生物群作为人体“第二基因组”,不仅参与代谢稳态的维持,也深度介入肿瘤微环境重塑、免疫调节以及治疗反应调控。Nobels 等人在该综述中提出,肠道菌群作为癌症发展的“第三维度”,应被纳入癌症发生机制与治疗体系的研究核心。其“双重角色”性质——既可促瘤,也可治瘤——构成了癌症微生态调控研究的理论基础。

“敌”:致瘤微生态如何推动癌症进展?

1. 促炎菌株驱动癌相关信号通路激活

综述列举了多项研究表明,特定“pathobionts”(潜在致病菌)与多种实体瘤密切相关,特别是:

  1. Fusobacterium nucleatum 通过FadA蛋白结合E-cadherin,激活Wnt/β-catenin通路,促进结直肠癌(CRC)细胞增殖;
  2. Enterotoxigenic Bacteroides fragilis 可诱导Th17介导的慢性炎症,破坏上皮稳态;
  3. 携带 pks 基因簇的 E. coli 能合成 colibactin,造成宿主DNA双链断裂,诱发遗传不稳定。

这些细菌在菌群失衡状态下易占据优势,与炎症、黏膜破坏及免疫逃逸协同,形成促瘤生态系统。

2. 致癌代谢产物的积聚与信号重编程

肠道微生物通过其代谢产物对癌症发生产生间接或直接影响:

  1. 次级胆汁酸(如DCA) 可促进活性氧(ROS)生成,诱导DNA损伤,已被证实与肝细胞癌相关
  2. 吲哚衍生物 可通过AhR途径调控细胞增殖与炎症;
  3.  脂多糖(LPS) 激活Toll样受体信号,促进免疫抑制与炎症微环境维持。

文中指出,这些代谢物具有“功能多态性”,其致癌性依赖于代谢谱、菌群结构与宿主免疫状态。

“友”:肠道微生物在癌症治疗中的积极作用

1. 提升免疫治疗响应:益生菌与菌群多样性的贡献

肠道菌群已被证实对免疫检查点抑制剂(ICIs)疗效具有显著影响。综述引用如下关键研究:

  1. 黑色素瘤患者中,肠道中 Faecalibacterium, Bifidobacterium, Akkermansia muciniphila 丰度高者,其PD-1疗效更显著;
  2. 在无菌小鼠中,通过粪菌移植(FMT)将应答者菌群转入后,免疫治疗效果明显提升;
  3. 菌群可通过激活树突状细胞、增强CD8+ T细胞功能,重塑肿瘤微环境(TME)。

因此,肠道菌群被认为是“免疫治疗的微生态增敏因子”。

2. 饮食与微生物代谢物介导的间接抗癌机制

肠道有益代谢产物也在抗肿瘤中发挥重要作用,特别是:

  1. 短链脂肪酸(SCFAs) 如丁酸盐,可抑制HDAC,促进Treg分化,缓解免疫过激;
  2. 丁酸还可激活GPCR信号,增强上皮屏障完整性,改善微环境;
  3. 高纤维饮食可促进SCFAs生成,增强ICIs疗效,在人群研究中亦有所体现。

“饮食-菌群-免疫”通路成为近年微生态干预研究的重要方向。

调控肠道微生态的干预路径:让“敌”转为“友”

该综述系统梳理了当前微生态干预手段的研究进展,目标在于重塑菌群结构、优化代谢产物谱,从而提升治疗响应。主要方式包括:

干预方式

作用机制

临床进展

粪菌移植(FMT

恢复菌群平衡,改善免疫反应

已进入免疫治疗辅助临床试验

益生菌/共生菌补充

定向提升有益菌,如 A. muciniphila

正在开展精准配方开发

饮食结构干预

提高SCFAs生成,优化肠道环境

多项人群干预研究正在进行

合成工程菌

表达抗肿瘤功能分子,实现定点释放

尚处于动物实验与机制验证阶段

作者指出,这些方法虽具前景,但仍面临如个体差异性、菌株可控性与安全性等关键技术障碍。

结语:肠道菌群的双刃剑属性与微生态治疗的兴起

Nobels 等人总结认为,肠道微生态在癌症中具有典型的“双重身份”:在某些机制下,它可通过炎症、毒性代谢物等促进肿瘤发生;而在另一面,又能增强免疫应答、辅助治疗,成为精准医学中可调控的关键变量。因此,微生物群应不再被视作“背景变量”,而应成为癌症治疗体系中的主动干预对象。

参考文献: Nobels A, van Marcke C, Jordan B F, et al. The gut microbiome and cancer: from tumorigenesis to therapy[J]. Nature metabolism, 2025: 1-23. https://doi.org/10.1038/s42255-025-01287-w

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