卵巢癌与胃肠道癌恶性腹水中微生物代谢物的鉴定及其在肿瘤进展中的作用

【字体: 时间:2025年05月15日 来源:Cancer & Metabolism 6

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  本研究针对恶性腹水在晚期卵巢癌(OC)和胃肠道癌(GI)中的临床挑战,通过4D代谢组学(timsTOF-MS)和流式细胞术,首次系统鉴定了腹水中微生物来源的代谢物。研究发现OC IV期与GI癌的代谢特征相似,而OC II-III期显著不同,揭示了11种微生物代谢物(如LPI 18:1、吲哚)与疾病进展相关,并与炎症因子(IL-10、MCP-1)存在显著关联。该研究为理解微生物-肿瘤互作提供了新视角,对优化腹腔化疗(IPC)联合免疫治疗策略具有重要指导意义。

  

论文解读

恶性腹水是晚期卵巢癌(OC)和胃肠道癌(GI)患者常见的致死性并发症,不仅导致生活质量急剧下降,还与肿瘤转移和耐药性密切相关。尽管腹腔化疗(IPC)如热灌注化疗(HIPEC)等技术能缓解症状,但疗效有限且毒性问题突出。近年来,肠道微生物群通过代谢产物调控肿瘤微环境的作用备受关注,但腹水中微生物代谢物的组成及其在癌症进展中的作用仍是未解之谜。这一领域的研究空白,使得德国图宾根大学医院的研究团队决定揭开恶性腹水的代谢密码,相关成果发表在《Cancer》上。

研究团队采用4D代谢组学技术(结合反相/亲水色谱与timsTOF-MS)和靶向流式细胞因子检测,分析了18例OC和GI患者的腹水样本,并通过人类微生物代谢组数据库(MiMeDB)鉴定了非内源性代谢物。

结果部分

OC不同分期与GI癌的代谢特征差异
通过比较OC II-III期、IV期和GI组的代谢谱,发现OC IV期与GI癌的代谢特征高度相似,而OC II-III期显著不同。其中,OC IV期患者腹水中1-甲基组氨酸、3-羟基邻氨基苯甲酸等11种微生物代谢物水平升高,而苯甲醇、柚皮素等5种代谢物降低。值得注意的是,二肽苯丙氨酰苯丙氨酸(Phe-Phe)在OC IV期显著富集,提示其可能通过调控T细胞功能参与晚期肿瘤的免疫逃逸。

微生物代谢物的来源与功能
MiMeDB分析显示,腹水中绝大多数差异代谢物源自细菌,如厚壁菌门(Firmicutes)和拟杆菌门(Bacteroidetes)产生的鞘磷脂(SM 36:3;O2)和溶血磷脂酰胆碱(LPC 18:1)。这些代谢物通过调节脂质信号通路和膜稳定性,影响肿瘤细胞的迁移和侵袭。例如,OC IV期特有的溶血磷脂酰肌醇(LPI 18:1)能激活促生存信号,而GI组中升高的三甲胺N-氧化物(TMAO)则与肠道菌群失调和化疗耐药相关。

代谢物-细胞因子网络调控
相关性分析揭示了微生物代谢物与腹水炎症因子的复杂互作:抗炎因子IL-10与葡萄糖胺、LPCs呈正相关,而促炎因子MCP-1与苯甲醇、酚类物质显著关联。特别值得注意的是,OC IV期特有的3-羟基邻氨基苯甲酸能抑制NF-κB通路,这可能解释了晚期患者中观察到的免疫抑制微环境。

结论与意义
该研究首次绘制了恶性腹水的微生物代谢图谱,证明OC IV期与GI癌的代谢重编程具有趋同性。微生物来源的代谢物(如吲哚、柚皮素)通过调节脂质代谢和炎症反应,成为疾病进展的新型生物标志物。这些发现为联合靶向微生物组(如粪菌移植FMT)与免疫检查点抑制剂(ICI)的治疗策略提供了理论依据,对改善晚期癌症患者的预后具有重要转化价值。

研究局限性包括样本量较小和未控制化疗史等混杂因素,未来需通过多中心队列和16S rRNA测序进一步验证。尽管如此,这项工作为理解"微生物-腹水-肿瘤"轴开辟了新途径,标志着肿瘤微环境研究从"宿主中心"向"微生物共生"范式的重要转变。

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