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这篇综述聚焦肠道菌群失调与肠外癌症（如肝癌、乳腺癌、肺癌、胰腺癌）的关联。详细阐述了肠道屏障受损、肠道上皮细胞的作用机制，介绍了分析肿瘤内菌群的方法及新兴技术，强调其在癌症发生发展中的重要性，为相关研究和治疗提供参考。
肠道菌群失调与肠外癌症研究进展
癌症作为全球主要的发病和死亡原因之一，其发生发展受多种因素影响。近年来，肠道菌群与癌症的关系成为研究热点，尤其是肠道菌群失调在肠外癌症中的潜在作用备受关注。
肠道菌群与肠外癌症的关系
- 肠道屏障受损：肠道屏障对于维持人体健康至关重要，它由物理屏障（如黏液层、肠上皮细胞 / 细胞间连接和血管内皮细胞）和功能屏障（主要包括抗菌蛋白和肠碱性磷酸酶）组成。肠道菌群失调会破坏肠道屏障的完整性，导致肠道通透性增加，使微生物群和有害代谢物易进入血液，引发慢性免疫反应，增加患癌风险。
- 脂多糖（LPS）是革兰氏阴性菌外膜成分，能激活 Toll 样受体 4（TLR4）/ 核因子 κB（NF-κB）信号通路，破坏肠道屏障功能，引起紧密连接蛋白（如 ZO-1）错位 。
- 炎症细胞因子（如干扰素 -γ（IFN-γ）和肿瘤坏死因子 -α（TNF-α））可通过协同机制加剧肠道通透性，影响肠道屏障功能。
- 外部因素（如病原体暴露、酒精摄入、药物和不良饮食习惯）也会对肠道通透性产生不利影响。例如，沙门氏菌利用 III 型分泌系统（T3SS）破坏宿主细胞骨架，增加肠道通透性 。
- 益生菌补充剂对维持肠道屏障完整性有益。在不同年龄段人群中，补充特定益生菌可降低肠道通透性，改善肠道菌群多样性。
- 肠道屏障受损与肠外癌症发展：肠道屏障功能障碍在多种肠外癌症的发生发展中起重要作用。
- 在肝癌方面，肝硬化患者常伴有肠道菌群失调和肠道通透性增加，病原体及其代谢物易进入肝脏，引发炎症、纤维化，最终导致肝细胞癌（HCC）。代谢相关脂肪性肝病（MAFLD）患者中，肠道炎症驱动的肠道屏障通透性增加会加重肝损伤 。
- 对于乳腺癌，肠道菌群失调可能通过破坏肠道屏障，使肠道细菌浸润乳腺组织，改变局部微环境，增加患癌风险。维生素 D 受体（VDR）缺陷小鼠实验表明，肠道屏障受损会导致肠道细菌在乳腺组织定植，增加乳腺癌发生几率 。
- 肠道上皮细胞的积极作用：肠道上皮细胞（IECs）不仅调节肠道菌群平衡，还影响远处器官的稳态。例如，小鼠 Crb1 基因突变会增加肠道和视网膜通透性，导致肠道微生物易位到眼睛，引发视网膜变性；IL-17RA 在 IECs 中的缺失会诱导菌群失调，促进胰腺肿瘤生长 。
肠道菌群失调与肠外癌症的具体关联
- 肝细胞癌（HCC）：肝脏与肠道通过门静脉系统紧密相连，肠道菌群失调在 HCC 发生发展中起关键作用。
- 慢性肝病（CLD）患者存在肠道菌群失调，影响组织损伤、纤维化、肝再生和免疫反应，促进 CLD 进展和 HCC 发生。NLRP6 缺失的转基因小鼠会出现肠道菌群失调，影响抗肿瘤免疫监视，加速肝癌发生 。
- 感染幽门螺杆菌（H.h.）会破坏肠道屏障，使细菌易位到肝脏，激活高迁移率族蛋白 B1（HMGB1），通过调节 MAPK 和 STAT3 通路，促进炎症和肿瘤发生 。
- HCC 患者肠道微生物组成和丰度改变，短链脂肪酸（SCFAs）产生菌减少，LPS 分泌菌增加，促进疾病进展 。
- 微生物群靶向干预对肝脏疾病有潜在治疗作用。如尿石素 A 可富集有益菌，减轻酒精诱导的代谢紊乱 。
- 细菌代谢物在肝脏疾病中也起重要作用。高胆固醇饮食小鼠中，胆汁酸（如 TCA）和 3 - 吲哚丙酸（3-IPA）水平变化与肝纤维化相关 。
- 在 MAFLD 相关 HCC 患者中，SCFAs 会调节免疫细胞功能，促进肿瘤进展 。
- Th17 细胞在肝脏炎症和肿瘤发生中起重要作用，可能从肠道迁移到肝脏，参与 CLD 发展 。
- 乳腺癌（BC）：乳腺微生物组的研究揭示了微生物群失调与肿瘤发生的新机制。
- 肠道菌群失调是 BC 的重要危险因素。产毒素脆弱拟杆菌在小鼠模型中可增加 BC 发病率 。
- 肠道微生物群可能通过调节雌激素水平影响 BC 发生。肠道中的 “estrobolome” 细菌可调节雌激素代谢，影响雌激素循环水平 。
- 饮食与肠道菌群和 BC 进展密切相关。高脂肪饮食会改变肠道微生物生态，促进肿瘤进展 。
- 益生菌疗法在 BC 治疗中展现出潜力。临床研究表明，益生菌补充剂可缓解化疗相关认知障碍，增强抗肿瘤免疫力 。
- 肺癌（LC）：肺部疾病患者常伴有炎症性肠病（IBD），提示存在肠 - 肺轴（GLA）。LC 患者肠道细菌组成与健康人不同，特定微生物在 LC 发病机制中起重要作用 。
- 微生物群通过调节免疫反应和代谢影响 LC。如 SCFAs 可调节免疫细胞功能，影响肿瘤微环境 。
- 免疫细胞在肠道菌群与 LC 发展中起桥梁作用。Lactobacillaceae 丰度降低与 CD45 阳性粒细胞髓源抑制细胞（MDSCs）增加有关，影响抗肿瘤免疫反应 。
- 非编码 RNA（ncRNAs）在肠道菌群与 LC 关系中起调节作用。如 circRNA/miRNA 网络可影响肿瘤细胞行为和免疫逃逸 。
- 胰腺癌（PDAC）：PDAC 是一种预后极差的恶性肿瘤，肠道菌群对其发展有重要影响 。
- 抗生素处理可降低 Kras 驱动的 PDAC 小鼠模型中低分化肿瘤的发生率，益生菌可抑制 PDAC 进展 。
- PDAC 患者胰腺和肠道微生物组成改变，肠道菌群相关的 TLR2 和 TLR5 信号通路介导免疫抑制 。
- TLR9 在胰腺肿瘤微环境中起促肿瘤作用，肠道菌群可能通过激活 TLR9 信号促进胰腺癌发生 。
- 益生菌干预可改善 PDAC 免疫治疗效果。如工程化的鼠李糖乳杆菌 GG 可靶向 PDAC 组织，调节菌群 - 免疫相互作用 。
- 真菌在 PDAC 中的作用逐渐受到关注。马拉色菌等真菌在 PDAC 组织中富集，可激活补体系统，促进肿瘤发生 。
- 肠道上皮细胞通过免疫介导途径参与胰腺癌发生。IL-17RA 缺失会导致肠道菌群失调，促进胰腺肿瘤进展 。
肿瘤内菌群分析方法
- 传统方法
- 16S rRNA 测序：是分析细菌群落分类组成的金标准，但引物选择和读长限制影响其多样性评估和分类分辨率。第三代测序技术（如 PacBio 平台的全长 16S rRNA 测序）可提高分类分辨率 。
- 聚合酶链反应（PCR）：定量 PCR（qPCR）和微滴数字 PCR（ddPCR）可用于分析肿瘤环境中的微生物群落。qPCR 可实时定量分析 DNA 或 RNA，ddPCR 能绝对定量微生物 DNA，但两者都存在易受 PCR 抑制剂影响、操作复杂和易污染等问题 。
- 侵袭 - 黏附定向表达测序（INVADEseq）：是一种创新的单细胞 RNA 测序技术，可在单细胞分辨率下捕获真核和细菌转录本，有助于研究宿主 - 细菌相互作用 。
- 基于细菌的活体探针：利用细菌的生物相容性、运动性等特性作为工程化活体探针，可用于监测细菌活动和研究微生物相互作用 。
- 培养组学：通过在不同培养基上培养细菌，可分离大量可培养微生物，为进一步研究提供纯培养物，是检测肿瘤内微生物存在的金标准 。
- 新兴技术和方向
- 3D 肿瘤模型：3D 生物打印技术可构建模拟肿瘤微环境的组织工程结构，用于研究肠道菌群在癌症发展中的作用，但目前模型仍需优化 。
- 人工智能应用：人工智能可用于分析微生物 DNA 和 RNA 特征，有助于癌症诊断和预防。但样本污染是分析肿瘤内菌群的主要挑战，人工智能可开发去污染算法提高数据可靠性 。
展望与未来挑战
肠道菌群失调与肠外癌症的因果关系是当前研究的重点。未来研究需要更精准地确定肿瘤内菌群的来源和功能活性，代谢组学技术与宏基因组数据结合可能为研究微生物组功能动态提供新途径 。此外，肠道菌群在肠 - 脑轴中的作用也为理解和治疗脑肿瘤提供了新视角，益生菌在癌症治疗中的潜力值得进一步探索 。
