肠道微生物群与免疫细胞互作影响结直肠癌:孟德尔随机化研究揭示关键机制

【字体: 时间:2025年05月14日 来源:Discover Oncology 2.8

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  结直肠癌(CRC)严重威胁人类健康。为探究肠道微生物群(GM)如何通过免疫细胞影响 CRC,研究人员开展孟德尔随机化研究。结果发现 9 种免疫表型和 5 种 GM 与 CRC 存在因果关系,明确了相关介导机制。该研究为 CRC 治疗提供新思路。

  在人体的微观世界里,肠道就像一个神秘的 “小宇宙”,里面居住着数不清的微生物。这些微生物组成的肠道微生物群(GM),看似微小,却与人体健康息息相关。近年来,研究发现 GM 与多种疾病有着千丝万缕的联系,其中就包括对人类健康造成重大威胁的结直肠癌(CRC)。CRC 在全球范围内发病率较高,是消化系统常见的恶性肿瘤,严重影响人们的生活质量和寿命。尽管已有研究表明 GM 和免疫细胞与 CRC 有关,但 GM 究竟如何通过免疫细胞影响 CRC 的发生和发展,这一机制却一直扑朔迷离。为了揭开这个神秘的面纱,来自中南大学湘雅医院的研究人员开展了一项极具意义的研究,相关成果发表在《Discover Oncology》上。
研究人员采用了孟德尔随机化(MR)分析这一强大的工具,对 GM、免疫细胞和 CRC 之间的关系进行深入探究。MR 分析利用常见的基因变异作为工具变量(IVs),可以有效减少传统流行病学研究中存在的混杂偏差,更好地推断因果关系。在研究过程中,研究人员从公共数据库获取了全基因组关联研究(GWAS)数据,这些数据涵盖了 731 种免疫细胞类型、473 种肠道微生物物种以及 CRC 的相关统计信息 。

在研究结果部分,首先是免疫表型对结直肠癌的因果效应探索。研究人员通过两样本 MR 分析检测免疫表型与 CRC 之间的关系,经过初步的 IVW 分析和一系列补充及敏感性分析,最终确定了 9 种符合严格筛选标准的候选免疫表型。其中,CD25hiCD45RA+CD4notTreg AC、CD4+AC 等免疫表型对 CRC 具有保护作用;而 CD3onCD28-CD8br、HLA DRonCD14+CD16-单核细胞等则被认为是 CRC 的风险因素。同时,研究人员通过多种分析方法验证了结果的可靠性,如利用 LDtrait 工具扫描单核苷酸多态性(SNPs),进行 MR-Egger 回归、MR-PRESSO 测试等,排除了潜在的多效性和异质性问题。

其次是 GM 对结直肠癌的因果效应研究。同样采用两样本 MR 分析,研究发现共有 5 种 GM 与 CRC 存在因果关系。其中,Alloprevotella 与 CRC 呈正相关,是潜在的风险因素;而 Holdemania、Megamonas、Psychroserpens 和 Succinivibrionaceae 与 CRC 呈负相关。研究人员也对这些结果进行了严格的验证,确保结论的准确性。

接着是潜在介导因子的中介分析。研究人员发现 Alloprevotella 与 CD4+AC、Holdemania 与 CD3onCD28-CD8br之间存在因果关系。进一步分析表明,CD4+AC 介导了 Alloprevotella 与 CRC 之间的关联,介导比例为 6.48%;CD3onCD28-CD8br介导了 Holdemania 与 CRC 之间的关联,介导比例为 9.29%。这一结果揭示了 GM 通过免疫细胞影响 CRC 的具体途径,为深入理解三者之间的关系提供了关键线索。

在讨论部分,研究人员对上述结果进行了深入探讨。对于 Alloprevotella,已有研究表明它可能与肿瘤的发生有关,本研究发现它与 CRC 呈正相关,且其代谢产物短链脂肪酸(SCFAs)可能通过调节免疫细胞功能影响 CRC 风险,但具体机制仍需进一步研究。而 Holdemania、Megamonas、Psychroserpens 和 Succinivibrionaceae 与 CRC 呈负相关,不过目前对它们在 CRC 发病机制中的作用研究较少,未来需要更多探索。对于免疫细胞,研究发现 CD19 在 IgD+CD24?B 细胞和 CD19 在 IgD+CD38dimB 细胞可能是 CRC 的保护因素,而 HLA-DR 在 CD14+CD16?单核细胞中的表达与 CRC 风险正相关,这些细胞在 CRC 的发生发展中可能发挥着重要作用,有望成为潜在的生物标志物或治疗靶点。同时,研究也指出了自身存在的局限性,如遗传工具变量与表型之间的关联可能较弱,存在 “弱工具” 现象;研究数据主要来源于欧洲成年人,缺乏性别和年龄分层,可能影响结果的普遍性和准确性等。

总体而言,该研究全面评估了 GM、免疫细胞和 CRC 之间的关联,发现特定的肠道微生物群可以通过影响特定的免疫细胞,对 CRC 的发展和进展产生正向或负向影响。这一发现为 CRC 的治疗提供了新的思路,例如可以通过靶向特定的肠道微生物群(如 Alloprevotella 或 Holdemania),调节相应的免疫细胞,从而对 CRC 起到保护作用。考虑到目前免疫疗法在 CRC 治疗中的广泛应用,后续研究可以进一步探索靶向肠道微生物群或免疫细胞对 CRC 免疫治疗的影响,为攻克 CRC 这一难题提供更多可能。

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