索拉非尼通过扰乱肠道菌群并激活LPS/TLR4/NF-κB通路诱发小鼠肠道毒性的机制研究

本研究针对索拉非尼（Sorafenib）治疗肝细胞癌（HCC）时高发的胃肠道毒性问题，通过小鼠模型揭示了其致病机制：索拉非尼破坏肠道菌群稳态，增加革兰阴性菌丰度及脂多糖（LPS）生物合成，进而通过LPS/TLR4/NF-κB通路引发肠道炎症和屏障损伤。研究创新性提出TLR4抑制剂TAK-242可有效缓解肠道损伤，为临床干预提供了新策略。

　　

肝细胞癌（HCC）是全球癌症死亡的第三大原因，而索拉非尼作为其一线治疗药物，却因高达40%的胃肠道不良反应（如腹泻、肠穿孔）限制临床应用。尽管其抗癌机制明确，但肠道毒性成因长期未被阐明。肠道菌群与宿主健康的密切关联为这一难题提供了新视角——既往研究发现酪氨酸激酶抑制剂（TKI）相关腹泻与特定菌群（如拟杆菌属Bacteroides）相关，但索拉非尼对菌群-肠-轴的具体影响仍是空白。

中山大学的研究团队通过构建索拉非尼给药小鼠模型，结合抗生素清除（ABX）和粪菌移植（FMT）实验，首次证实肠道菌群是索拉非尼毒性的关键媒介。16S rRNA测序显示，药物处理组革兰阴性菌（如肠杆菌科）显著富集，伴随LPS生物合成增强。肠转录组分析发现，肠道紧密连接蛋白（如ZO-1）表达下降，血清LPS和炎症因子（TNF-α、IL-6）水平升高，提示菌群紊乱通过破坏肠屏障导致LPS入血，激活TLR4/NF-κB信号通路。值得注意的是，TLR4特异性抑制剂TAK-242可逆转上述损伤，为临床转化提供直接依据。

关键技术包括：1）建立30-120 mg/kg剂量梯度的小鼠毒性模型；2）抗生素鸡尾酒法清除肠道菌群；3）16S rRNA测序分析菌群组成；4）肠组织RNA测序（RNA-seq）解析TLR4通路；5）ELISA检测血清LPS、DAO（二胺氧化酶）等屏障标志物。

Sorafenib treatment induced intestinal injury in mice
剂量实验表明，120 mg/kg索拉非尼组小鼠体重增长显著抑制，肠绒毛萎缩和隐窝消失最严重。病理评分及炎症因子（IL-1β、MPO髓过氧化物酶）证实剂量依赖性损伤。

Gut microbiota mediates sorafenib-induced intestinal toxicity
ABX预处理小鼠几乎完全规避索拉非尼毒性，而FMT将毒性表型转移至无菌小鼠，确证菌群的核心作用。

Sorafenib disrupts gut microbial homeostasis
16S测序显示，药物组α多样性下降，肠杆菌科（Enterobacteriaceae）等革兰阴性菌比例上升，KEGG预测LPS合成通路激活。

LPS/TLR4/NF-κB axis drives intestinal inflammation
肠转录组揭示TLR4及其下游NF-κB靶基因（如TNF-α）上调，同时紧密连接蛋白（occludin）表达降低。血清D-乳酸（D-lac）和DAO升高证实肠漏。

TAK-242 alleviates sorafenib-induced damage
TLR4抑制剂处理显著改善肠病理损伤，降低炎症因子，证实该通路为治疗靶点。

讨论与意义
本研究首次阐明索拉非尼通过“菌群紊乱-肠漏-LPS/TLR4/NF-κB轴”诱发肠毒性的级联机制，突破既往仅关注药物直接细胞毒性的局限。TAK-242的疗效提示靶向菌群或TLR4通路（如益生菌、LPS中和抗体）的联合治疗潜力。该发现不仅为HCC患者提供毒性管理新策略，也为其他TKI药物的副作用机制研究提供范式。未来需在临床队列中验证菌群标志物（如肠杆菌科）的预测价值，并优化TAK-242的给药方案。