综述:通过代谢重编程和免疫重塑的肠道菌群组合策略在癌症治疗中的应用

【字体: 时间:2025年06月06日 来源:Cell Communication and Signaling 8.2

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  这篇综述系统阐述了肠道菌群(Gut Microbiota)通过调控肿瘤微环境(TME)中的代谢重编程(Metabolic Reprogramming)和免疫重塑(Immune Remodeling)影响癌症治疗的机制,重点探讨了菌群代谢产物(如SCFAs、胆汁酸)与免疫治疗(ICIs、CAR-T)、化疗及放疗的协同作用,并提出了基于菌群干预的精准治疗策略(如FMT、工程菌)。

  

肠道菌群与癌症代谢重编程

肿瘤细胞通过独特的代谢特征(如Warburg效应)与免疫细胞竞争营养。肠道菌群代谢产物如乳酸和丁酸(Butyrate)通过调控PKM232
和HDAC30
等靶点影响肿瘤能量代谢。丁酸可促进PKM2去磷酸化,抑制Warburg效应32
,同时作为组蛋白去乙酰化酶抑制剂(HDACi)诱导肿瘤细胞凋亡30
。此外,菌群衍生的短链脂肪酸(SCFAs)通过激活FFAR2受体抑制Hippo/YAP通路,阻止乳腺癌转移39
,但过量SCFAs可能通过降低ICOS分子表达削弱抗CTLA-4疗效40

肠道菌群与肿瘤微环境重塑

衰老微环境与TME具有相似特征(如慢性炎症、线粒体功能障碍)。菌群失调加速T细胞衰老,形成免疫抑制环境11
。例如,具核梭菌(F. nucleatum)通过结合TIGIT受体抑制NK细胞活性68
,而瘤内菌群代谢产物(如ROS)可诱导癌相关成纤维细胞(CAFs)向糖酵解表型转化,支持肿瘤生长44

菌群组合策略增强癌症治疗

  1. 免疫治疗增效:双歧杆菌(Bifidobacterium)通过STING通路激活DC细胞,提升抗PD-1响应12
    ;大肠杆菌OMVs口服疫苗通过模拟肿瘤抗原激发肠道免疫反应22
  2. 化疗/放疗调控:肠球菌(E. hirae)增加CD8+
    /Treg比例,增强环磷酰胺疗效100
    ;放疗后真菌扩张通过Dectin-1信号降低疗效,而益生菌VSL#3可缓解放射性肠炎116
  3. 多组学指导精准干预:微生物宏基因组分析揭示Alistipes和Akkermansia菌属与ICI疗效正相关18
    ,而γ-变形菌(Gammaproteobacteria)通过CDDL酶介导吉西他滨耐药19

菌群靶向治疗技术

  • 非靶向策略:高纤维饮食增加SCFAs124
    ;FMT在PD-1耐药黑色素瘤中恢复菌群多样性并提升缓解率21
  • 靶向技术:CRISPR修饰噬菌体精准清除促癌菌141
    ;工程化沙门氏菌递送凋亡素(Apoptin)抑制肿瘤164
    ;纳米颗粒(如M13@Ag)靶向递送药物并重塑免疫微环境140

未来需解决菌群干预的个体化差异和生物安全性问题,结合多组学技术(如宏蛋白质组)推动精准医疗118

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