宿主微生物群形成的生物膜：免疫保护屏障及其在癌症中的意义

这篇综述深入探讨了宿主相关微生物通过形成生物膜（Biofilm）的双重作用：在生理状态下作为免疫保护屏障维持稳态，而在病理状态下通过免疫逃逸、慢性炎症促进癌症发展。文章重点解析了肿瘤微环境（TME）中生物膜的结构特征（如EPS基质）、关键分子机制（如FadA介导的Wnt/β-catenin通路激活）及临床转化潜力（如靶向生物膜增强化疗/免疫治疗响应），为癌症-微生物群轴研究提供了新视角。

　　

生物膜：人类共生菌的生存策略

微生物在人体内通过形成生物膜实现高效定植，这种由细胞外聚合物（EPS）构成的立体结构包含多糖、蛋白质、eDNA等成分。生物膜的形成经历四个关键阶段：浮游细菌通过鞭毛或菌毛完成表面初始粘附；c-di-GMP信号触发细菌向固着态转变；微菌落通过EPS基质构建三维结构；成熟生物膜通过细胞 dispersal扩散定植新位点。这种结构赋予微生物三大生存优势：QS系统协调群体行为、代谢互作实现资源优化、EPS屏障抵抗抗生素渗透。

生物膜与宿主免疫的博弈

生物膜与免疫系统的互动呈现矛盾性：共生菌如乳酸杆菌通过EPS多糖激活Treg细胞维持免疫耐受，而病原菌如铜绿假单胞菌（P. aeruginosa）则利用藻酸盐修饰逃避补体杀伤。关键机制包括：PSA多糖通过TLR2/4调控IL-10分泌；3OC12-HSL信号分子激活上皮细胞NF-κB通路促炎；金黄色葡萄球菌（S. aureus）分泌金属蛋白酶降解补体C3。当生物膜生态失衡时，F. nucleatum等病原体通过FadA黏附素破坏上皮屏障，触发IL-6/STAT3通路导致慢性炎症。

生物膜在癌症中的黑暗面

肿瘤相关生物膜通过三重机制促进恶性进展：

1. 炎症驱动：结肠生物膜激活IL-17/IL-8轴，诱导EMT转化；口腔P. gingivalis通过TLR4-IL-6-STAT3环路促进鳞癌侵袭。

2. 代谢重编程：CRC生物膜产生N1,N12-二乙酰精胺，通过miR-559/CBS轴增强肿瘤能量代谢。

3. 基因毒性：pks⁺ E. coli与ETBF协同作用，分泌colibactin导致DNA损伤。临床数据显示，胆囊癌中伤寒沙门氏菌生物膜持续释放CDT毒素，而乳腺肿瘤内表皮葡萄球菌（S. epidermidis）生物膜通过重塑巨噬细胞表型促进免疫抑制。

生物膜对癌症治疗的挑战与机遇

化疗耐药方面：F. nucleatum通过TLR4/MYD88激活肿瘤细胞自噬；ETBF毒素BFT-1通过NOD1-NOTCH1轴富集肿瘤干细胞。免疫治疗领域则出现有趣悖论：肠道阿克曼菌（Akkermansia）适度丰度增强PD-1响应，而过量则加速免疫耗竭。创新性干预策略如硅酸盐黏土促进乳酸杆菌生物膜形成，可通过TLR2-DC轴增强T细胞抗肿瘤活性。

未来研究需聚焦三大方向：开发EPS基质降解酶（如DNAse1）、靶向QS系统调控毒力因子、探索生物膜-免疫检查点协同阻断策略。这些突破将推动"精准微生物组工程"在肿瘤治疗中的应用。