你可能不知道,我们肠道里的万亿微生物,不仅决定着消化吸收,更深度参与了从癌症发生、发展到治疗反应的全过程。这篇发表于 2025 年 5 月《自然・代谢》的顶级综述,由比利时鲁汶大学 Patrice D. Cani 团队(全球肠道微生物组研究领军者)撰写,系统拆解了肠道菌群与癌症的复杂关系,从致癌机制到治疗突破,为我们揭示了这个 "隐形器官" 如何成为癌症防控的新靶点。

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一、菌群失衡:癌症发生的 "隐形温床"

肠道菌群稳态被打破(菌群失调),会通过多种机制促进癌症发生,目前已证实与至少 8 种常见癌症密切相关。

1. 胃肠道癌症:三大核心致病菌是元凶

结直肠癌是与菌群关系最明确的癌症,其中 3 种细菌发挥决定性作用:

  • pks + 大肠杆菌:分泌强效基因毒素 "大肠杆菌素",直接导致肠道上皮细胞 DNA 双链断裂和交联,诱发基因突变。超过12% 的结直肠癌携带大肠杆菌素特异性突变特征,且与早发性结直肠癌显著相关。

  • 具核梭杆菌:通过黏附素 FadA 激活 β- 连环蛋白致癌通路,促进肿瘤增殖;同时诱导自噬导致化疗耐药,其在肿瘤组织中的丰度与患者死亡率呈正相关。

  • 厌氧消化链球菌:诱导髓源性抑制细胞(MDSCs)募集,创建免疫抑制微环境,显著降低 PD-1 抑制剂疗效。

胃癌中,幽门螺杆菌(I 类致癌物)是首要诱因,但痤疮丙酸杆菌、咽峡炎链球菌等会协同加重炎症,加速癌变。肝癌胰腺癌则主要通过 "肠道 - 器官轴" 发挥作用:肠道屏障受损后,细菌及其代谢物易位到肝脏和胰腺,诱发慢性炎症并促进肿瘤进展。

2. 激素相关癌症:菌群调控激素代谢

肠道菌群通过编码 β- 葡萄糖醛酸酶等酶类,调节雌激素和雄激素的肠肝循环,导致激素水平异常,推动乳腺癌前列腺癌进展。研究发现,接受雄激素剥夺治疗的前列腺癌患者中,某些肠道细菌可自主产生雄激素,导致内分泌治疗耐药。

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图1 肠道微生物群通过代谢物免疫调节和激素作用影响全身健康

二、菌群决定治疗成败:从化疗到手术的 "总开关"

令人震惊的是,化疗、放疗、手术和靶向治疗的效果,甚至副作用的轻重,都与肠道菌群密切相关。

化疗方面,特定细菌可通过酶解作用直接降解吉西他滨、5 - 氟尿嘧啶等药物,导致耐药;而产丁酸菌则能增强化疗敏感性。同时,伊立替康的严重腹泻副作用,正是由肠道细菌的 β- 葡萄糖醛酸酶激活药物毒性代谢物所致。

放疗会严重破坏肠道菌群,诱发放射性肠炎;而补充嗜黏蛋白阿克曼氏菌、罗斯拜瑞氏菌可修复肠道屏障,减轻损伤并提升放疗疗效。

手术方面,术前肠道菌群组成可预测结直肠癌术后吻合口漏的风险。研究发现,阿氏拟杆菌会损害愈合,而戈氏副拟杆菌则能促进伤口修复。

靶向治疗中,HER2 阳性乳腺癌患者对曲妥珠单抗的反应、结直肠癌患者对西妥昔单抗的反应,均与肠道菌群组成显著相关。

三、免疫治疗的 "胜负手":菌群代谢物是关键信使

PD-1/PD-L1 免疫治疗的出现彻底改变了癌症治疗格局,但仅有 20%-40% 的患者能从中获益。最新研究证实,肠道菌群是决定免疫治疗成败的核心因素。

菌群通过其代谢物调节全身免疫反应,三大类核心代谢物发挥关键作用:

短链脂肪酸(SCFAs):由膳食纤维发酵产生,包括乙酸、丙酸、丁酸。它们通过激活 G 蛋白偶联受体和抑制组蛋白去乙酰化酶,增强 CD8+T 细胞的细胞毒性,促进树突状细胞成熟,从而提升免疫治疗效果。

色氨酸代谢物:吲哚 - 3 - 醛、吲哚 - 3 - 丙酸等通过激活芳香烃受体(AhR),促进干扰素 γ 产生,显著增强抗 PD-1 治疗疗效。

胆汁酸:次级胆汁酸通过 TGR5 受体调节巨噬细胞和 T 细胞功能,影响抗肿瘤免疫。

值得注意的是,具核梭杆菌在免疫治疗中的作用存在争议:在微卫星稳定(MSS)结直肠癌中,它可通过产生丁酸增强疗效;而在转移性结直肠癌中,它分泌的琥珀酸会抑制抗肿瘤免疫,导致耐药。这提示菌群的作用高度依赖于肿瘤微环境。

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图2 四大菌群干预策略及其对癌症治疗的影响

四、靶向菌群:癌症治疗的新突破

基于上述发现,调节肠道菌群已成为癌症辅助治疗的最具前景的方向之一,目前形成了四大核心策略:

1. 饮食与益生元

高膳食纤维饮食可培育产 SCFA 有益菌,多项研究证实其与免疫治疗更好的预后相关。术前补充益生元可降低结直肠癌患者术后炎症水平,减少并发症。

2. 益生菌与下一代有益细菌

除了传统的双歧杆菌、乳杆菌外,嗜黏蛋白阿克曼氏菌丁酸梭菌成为研究热点。临床试验显示,补充丁酸梭菌 BM588 可显著延长接受免疫治疗的非小细胞肺癌患者的总生存期,尤其能逆转抗生素和质子泵抑制剂导致的疗效下降。

3. 粪菌移植(FMT)

将免疫治疗应答者的粪便菌群移植给耐药患者,已在黑色素瘤、肾癌和肺癌中显示出令人鼓舞的效果。两项近期研究证实,FMT 可使约 30% 的原发性耐药患者重新对免疫治疗产生反应。

4. 后生元

作为无生命的微生物成分或代谢物,后生元避免了活细菌的感染风险,特别适合免疫低下患者。巴氏杀菌的嗜黏蛋白阿克曼氏菌、色氨酸代谢物 3-IAA 等已在临床前研究中显示出良好的抗肿瘤和治疗增强效果。

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图3 菌群代谢物通过调节免疫细胞功能影响抗肿瘤免疫

结语

这篇《自然・代谢》综述系统阐明了肠道微生物组在癌症发生发展和治疗中的核心作用,为我们打开了癌症防控的全新视角。未来,个性化菌群检测 + 精准菌群调节将成为癌症治疗的标准组成部分,与手术、化疗、放疗和免疫治疗协同作用,为癌症患者带来新的希望。

同时,我们也应认识到,该领域仍面临诸多挑战:个体间菌群的高度异质性、微生物 - 宿主相互作用的复杂性、以及干预措施的标准化问题,都需要更多大规模临床试验来解决。但毫无疑问,肠道微生物组已经成为肿瘤学研究的最前沿领域,正在深刻改变我们对癌症的认知和治疗方式。

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