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这篇综述探讨了肠道微生物群（gut microbiota）与脑癌之间的关系。研究发现，肠道微生物群的失调（dysbiosis）与脑癌发展相关，其通过代谢物、免疫调节等影响肿瘤进程。此外，还讨论了以微生物群为基础的治疗策略及人工智能在该领域的应用，为脑癌治疗提供新思路。
肠道微生物群与脑癌微环境研究综述
背景介绍
从希波克拉底 “所有疾病始于肠道” 的观点到现代医学研究，肠道微生物在人体健康中的作用愈发受到重视。肠道微生物可通过多种方式影响人体，如发酵膳食纤维产生短链脂肪酸（SCFAs） ，增强肠道屏障功能和调节免疫反应等。肠道微生物群的形成受多种因素影响，包括出生方式、饮食等。同时，肠道 - 脑轴（GBA）在肠道微生物群与大脑的双向通信中发挥关键作用，其失衡会引发多种疾病，如脑癌。脑癌是一种罕见但致命的癌症，治疗面临诸多挑战，而肠道微生物群可能为改善治疗提供新方向。
肠道微生物群与 GBA 在人体健康中的作用
人体微生物组包含多种微生物，健康的肠道微生物群具有高分类群密度等特征。肠道微生物群在人体营养吸收、代谢、免疫调节等方面发挥重要作用，还与大脑行为相关。GBA 是连接肠道和大脑的双向网络，通过多种机制实现肠道与大脑的相互影响，如微生物代谢物可调节大脑功能，大脑也可影响肠道微生物群的组成和功能 。
肠道微生物群失调与大脑行为
肠道微生物群失调指微生物组的功能和组成偏离稳态，会破坏宿主与微生物的共生关系，引发多种健康问题，包括影响大脑行为。压力、饮食等因素可导致肠道微生物群失调，进而影响情绪、认知和行为。肠道微生物群失调还与多种神经精神和神经退行性疾病相关，其机制涉及微生物代谢物、炎症反应、迷走神经信号传导和神经递质调节等多个方面 。
基于随机化研究的 GBM 中肠道微生物群失调
孟德尔随机化研究表明，肠道微生物群与脑癌存在关联。部分微生物分类群如瘤胃球菌科（Ruminococcaceae）对胶质母细胞瘤（GBM）有保护作用，而某些细菌如短双歧杆菌属（Eubacterium brachy group）则增加患病风险 。但目前研究存在局限性，如研究对象多为特定人群，缺乏对其他脑癌亚型和微生物种属水平的研究 。
脑癌患者肠道微生物群失调
研究发现，脑癌患者的肠道微生物群与健康人存在差异，不同脑癌亚型的微生物群组成也有所不同。例如，胶质瘤（glioma）和脑膜瘤患者的肠道微生物多样性降低，某些细菌的丰度发生变化 。此外，肠道微生物群的变化还与脑癌患者的临床特征相关，但其作为诊断生物标志物的可靠性仍需进一步验证 。
模型小鼠中肠道微生物群失调
在小鼠模型中，胶质瘤的发展会导致肠道微生物群组成发生变化，如厚壁菌门（Firmicutes）和疣微菌门（Verrucomicrobia）的丰度改变 。但这些失调的微生物群落在脑癌发病机制中的具体作用仍不明确，有待进一步研究 。
肠道微生物群与脑癌及 TME 的相互作用
肠道微生物群可通过多种信号分子与脑癌细胞相互作用，影响肿瘤进展。例如，高糖饮食可改变肠道微生物群组成，增强 GBM 小鼠的抗肿瘤免疫反应 。同时，肠道微生物群还可调节肿瘤微环境（TME）中的免疫细胞和代谢途径，但其精确的分子机制尚待阐明 。
肠道微生物群与脑癌及肿瘤治疗的相互作用
化疗耐药是脑癌治疗的一大难题，而肠道微生物群在其中扮演重要角色。研究表明，肠道微生物群的组成可影响化疗药物的疗效，如替莫唑胺（temozolomide）在不同微生物群组成的小鼠中抗肿瘤效果不同 。此外，其他治疗药物也会对肠道微生物群产生影响，进一步影响治疗结果 。
肠道微生物群介导的脑癌微环境免疫调节
GBM 的 TME 具有高度异质性和免疫抑制性，肠道微生物群在调节全身和局部免疫反应中起关键作用。研究发现，抗生素处理可改变肠道微生物群，影响肿瘤模型小鼠的先天免疫；调节肠道微生物群可增强抗肿瘤免疫反应，提高免疫治疗效果 。但目前仍需深入研究其具体机制，以克服免疫治疗的局限性 。
肠道微生物群通过代谢物与脑癌的相互作用
微生物代谢物在细胞信号传导、代谢和癌症发展中起重要作用。肠道微生物群产生的代谢物可影响脑癌的发生和发展，如某些代谢物可调节肿瘤细胞的增殖和侵袭能力 。此外，代谢物还可影响治疗效果，但其具体机制和相关微生物有待进一步研究 。
临床意义和适用性
肠道微生物群在调节中枢神经系统（CNS）和肠神经系统（ENS）的双向通信中起关键作用，与脑癌的发展密切相关。研究发现，肠道微生物群的变化可作为脑癌诊断的潜在生物标志物，微生物衍生的代谢物也可用于疾病监测和治疗干预 。未来需进一步研究以开发基于微生物群的新型治疗策略，提高脑癌治疗效果 。
挑战或局限性
目前，在研究肠道微生物群与脑癌关系时面临诸多挑战。临床应用中，宏基因组学检测存在敏感性低、数据分析困难等问题。此外，研究样本量较小、研究设计不一致以及种族和民族因素的影响，导致研究结果的可靠性和普遍性受限。未来需开展大规模、多中心的研究来克服这些挑战 。
未来展望
- 基于微生物群的 GBM 治疗策略：益生菌、粪便微生物群移植和饮食干预：益生菌治疗可改善肠道微生物群失调，抑制脑癌生长。例如，双歧杆菌（Bifidobacterium）和乳酸菌（Lactobacillus）可通过调节 PI3K/Akt 通路抑制胶质瘤生长 。粪便微生物群移植（FMT）可恢复肠道微生物多样性，调节全身免疫反应，改善肿瘤进展 。饮食干预也可调节肠道微生物群，影响癌症发展，如膳食纤维等可促进有益微生物生长，产生具有抗肿瘤作用的 SCFAs 。但这些治疗策略仍需进一步研究和临床试验验证。
- 人工智能和生物信息学在微生物组研究和脑癌治疗中的应用：人工智能（AI）和生物信息学为微生物组研究和脑癌治疗带来新机遇。通过 AI 算法和生物信息学工具，可对微生物组数据进行分析，识别与脑癌相关的微生物特征和潜在生物标志物 。例如，机器学习算法可用于预测脑癌患者的预后 。未来进一步开发和应用这些技术，有望推动脑癌个性化治疗的发展 。
肠道微生物群与脑癌的关系复杂且密切，其在脑癌的发生、发展和治疗中发挥重要作用。通过深入研究肠道微生物群，有望为脑癌治疗提供新的靶点和策略，改善患者的预后。但目前仍面临诸多挑战，需要进一步研究和探索 。
