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綜述 | 作者解讀:糞菌移植治療癌癥的現(xiàn)狀與展望(天津醫(yī)科大學)

 微生態(tài) 2021-04-13


文由本文由第一作者陳丹鳳編譯

原創(chuàng)微文,歡迎轉(zhuǎn)發(fā)轉(zhuǎn)載。

導讀

人類腸道微生物群落是一個大約由上千種細菌組成的豐富繁雜的生態(tài)系統(tǒng)。腸道菌群與宿主互利共生,在多系統(tǒng)發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。目前許多研究表明,腸道菌群紊亂與各種癌癥密不可分,干預腸道微生物群可以調(diào)節(jié)癌癥治療的效果,尤其是免疫治療。作為干預腸道微生物群的新興方法,糞菌移植(FMT)指將健康個體的糞便微生物群移植到患者胃腸道內(nèi),重建新的腸道菌群,實現(xiàn)腸道及腸道外疾病的治療。本綜述簡要回顧了腸道菌群與癌癥的相關(guān)研究成果,簡要分析了近期的研究現(xiàn)狀和臨床證據(jù),以說明FMT在癌癥及其并發(fā)癥中的潛在應用價值。

論文ID

原名:Fecal microbiota transplantation in cancer management: Current status and perspectives

譯名:糞菌移植治療癌癥的現(xiàn)狀與展望

期刊:InternationalJournal of Cancer

IF:4.98

發(fā)表時間:2019.10

通訊作者:曹海龍

作者單位:天津醫(yī)科大學總醫(yī)院消化科

主要內(nèi)容

1  腸道微生物與癌癥的發(fā)生

目前,菌群紊亂對腫瘤發(fā)生的作用逐漸被闡明。微生物失調(diào)和個別細菌可以通過激活致瘤途徑、誘發(fā)炎癥和破壞宿主DNA而誘發(fā)腫瘤或促進腫瘤的發(fā)生(圖1。一些細菌通過促進β-連環(huán)蛋白與E-鈣粘蛋白分離,激活β-連環(huán)蛋白信號通路導致癌癥的發(fā)生。菌群失調(diào)導致短鏈脂肪酸的產(chǎn)生減少。菌群失調(diào)通過Toll樣受體(TLRs)的微生物相關(guān)的分子模式刺激炎癥的發(fā)生,增加細胞產(chǎn)生促炎因子,從而增加癌變幾率。有些細菌還能夠通過釋放特定的代謝物破壞DNA,進而促進癌癥的發(fā)展。

糞菌移植(FMT)防治癌癥的可能機制:遺傳基因、高脂飲食、抗生素和應激等多種因素都可能導致腸道微生物群的改變。腸道菌群失調(diào)和某些致病細菌通過激活致瘤信號通路、誘導炎癥和破壞宿主DNA而影響癌癥的發(fā)生和發(fā)展。FMT通過重建腸道菌群,改善膽汁酸代謝和調(diào)節(jié)免疫治療效果發(fā)揮抗癌作用。

2  腸道菌群失調(diào)與癌癥發(fā)展

腸道微生物群組成的改變與胃癌、結(jié)直腸癌、肝細胞癌、胰腺癌、乳腺癌和黑色素瘤等多種腫瘤的發(fā)生發(fā)展有關(guān)。研究證實,結(jié)直腸癌患者的糞便菌群促進了無菌或普通小鼠的腸道腫瘤發(fā)生。

越來越多的流行病學證據(jù)支持這樣一種觀點,即長期接觸抗生素會改變腸道微生物群的組成和減少其多樣性,從而增加患結(jié)直腸癌、胃癌、胰腺癌、肺癌、乳腺癌和前列腺癌的風險。但抗生素對癌癥的作用仍存在相互矛盾的數(shù)據(jù)。不同的抗生素暴露(種類、劑量或療程不同)和受試者可能導致腸道菌群的不同變化,因此導致不同的疾病結(jié)果。因此需要進一步的研究來闡明抗生素暴露對癌癥患者的影響及其潛在機制。

3  癌癥中的特定微生物病原體

目前對某些致癌細菌及其機制的研究主要集中在細胞和動物水平上,包括產(chǎn)生毒性代謝物、腸道微環(huán)境的改變、致瘤信號途徑的誘導。例如:幽門螺桿菌誘導慢性胃炎和胃癌是通過分泌毒力因子和激活多種促腫瘤信號通路來實現(xiàn)的。腸毒性脆弱類桿菌被證實分泌脆弱擬桿菌毒素促進腸道炎癥和損傷DNA,促進結(jié)直腸癌的發(fā)生。革蘭氏陽性機會致病菌Sgg通過β-連環(huán)蛋白信號通路促進結(jié)直腸癌的發(fā)生。致病性大腸桿菌(E.coli)可產(chǎn)生多種毒素促進腫瘤發(fā)生。具核梭桿菌(Fn)被報道能促進腫瘤細胞的增殖和侵襲能力,誘導腫瘤細胞自噬,從而增加腫瘤細胞的侵襲能力、耐藥性與癌癥術(shù)后復發(fā)率。

4  FMT治療癌癥

FMT與消化系統(tǒng)癌癥

胃腸道癌:有證據(jù)顯示,胃癌的發(fā)生與幽門螺桿菌、Fn、胃腸鏈球菌和微小小單胞菌等細菌密切相關(guān)。本課題組首次報道了脫氧膽酸(一種致癌的次級膽汁酸)誘導的腸道菌群失調(diào)在大腸癌發(fā)展中的促進作用;CRC患者FMT可以促進腸道菌群失衡,促進CRC的形成。

肝細胞癌:-肝軸指腸道(包括其中的微生物)與肝臟兩者的相互作用。這種相互作用通過血行途徑,將腸道中的物質(zhì)通過門靜脈帶到肝中,而肝的反饋途徑則是將膽汁和抗體分泌進入腸道中。此外,多個動物模型和臨床研究已經(jīng)證了FMT對肝病疾病的治療作用。據(jù)報道,FMT可改善晚期肝硬化患者抗生素引起的微生物失調(diào)。此外,FMT可提高晚期肝硬化患者的認知能力,改善生活質(zhì)量。鑒于治療慢性肝病的成功,FMTHCC患者的益處值得關(guān)注。

胰腺癌:研究表明健康人和胰腺癌患者的口腔微生物組成顯著不同。在胰腺癌組中,放線菌和牙齦卟啉單胞菌顯著增加,梭桿菌門和纖毛菌屬屬顯著減少。此外,胰腺癌的預后不佳與梭桿菌相關(guān),提示口腔微生物群有可能作為胰腺癌的無創(chuàng)性和特異性臨床診斷標志。胰腺導管腺癌患者糞菌可加速無菌小鼠的腫瘤進展,表明基于微生物群的方案可能有助于胰腺癌的治療。

FMT與非消化系統(tǒng)癌癥

乳腺癌:根據(jù)結(jié)腸癌和乳腺癌在流行病學特征上的相似性,科學家提出腸道菌群與乳腺癌病因?qū)W的假設。乳腺癌患者糞便微生物群多樣性顯著降低。通過調(diào)節(jié)菌群,益生菌可以一定程度阻止乳腺癌的發(fā)生。到目前為止,腸道菌群與乳腺癌的直接關(guān)系研究還相當有限,需要進一步闡明,從而操縱腸道微生物群來治療乳腺癌。

黑色素瘤:腸道微生物群與黑色素瘤的進展和治療有關(guān)。黑色素瘤的生長和PD-L1的免疫治療效果在腸道菌群組成不同的兩種小鼠(JAXTAC)體內(nèi)顯示出顯著差異。將反應性黑色素瘤患者的糞菌轉(zhuǎn)移給小鼠,發(fā)現(xiàn)FMT可以改善免疫治療的療效。因此,FMT有希望通過轉(zhuǎn)移有利的腸道微生物群來治療黑色素瘤。

5  FMT治療癌癥相關(guān)的并發(fā)癥

艱難梭菌感染(CDI):抗生素相關(guān)性腹瀉最常見的病因是CDI,艱難梭菌與癌癥患者高發(fā)病率和死亡率密切相關(guān)?;?、抗生素濫用、醫(yī)源性感染、免疫抑制等因素使腸道內(nèi)菌群失衡導致CDI的發(fā)生。FMT可以有效治療復發(fā)性CDI,有效解決了病原菌感染問題。FMT已被納入治療復發(fā)性CDI的指南,其有效率可達90%以上。

放射性腸炎:放射治療是最成功的癌癥治療方法之一,但它可能會引起諸多不良反應。小腸上皮對輻射具有高度敏感性。放射治療后,小鼠腸道微生物組分發(fā)生了變化。健康小鼠糞便微生物群移植顯著緩解了輻射引起的胃腸道綜合征,存活率也明顯上升。FMT可以通過改變菌群成分起到腫瘤放射治療的放射防護作用。

移植物抗宿主病:造血干細胞移植(HSCT)導致死亡的主要因素是異體供者的T淋巴細胞攻擊宿主健康組織導致的移植物抗宿主?。?/span>GVHD)。臨床研究發(fā)現(xiàn)腸道菌群多樣性是異基因HSCT預后的重要因素。FMT對腸道微生物群進行有針對性的修復,可能為GVHD的治理提供一種新的生態(tài)策略。

6  FMT的安全性

FMT已被美國食品和藥物管理局指定為生物藥物。嚴格要求提供FMT治療未經(jīng)倫理許可不允許使用。由于糞便細菌的組成和致病性不明,FMT的安全性仍有爭議。對FMT后的患者進行密切的隨訪和詳細的病情記錄非常必要。仍需要進行高質(zhì)量的臨床研究以確定FMT可以作為一種安全的癌癥干預措施。

結(jié)論

腸道生態(tài)失調(diào)或一些特定細菌與多種癌癥存在關(guān)聯(lián)。腸道微生物與癌癥的關(guān)系為癌癥的診斷和治療提供了新的思路。FMT改善腸道微生物組成、緩解癌癥癥狀,提高腫瘤免疫治療療效,在癌癥及相關(guān)并發(fā)癥治療中表現(xiàn)出潛力。然而,FMT治療的有效性及長期安全性尚缺乏高質(zhì)量的大樣本研究。相信隨著腸道微生物學的快速發(fā)展,FMT將成為一種有前景的癌癥治療方法。


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