肠道微生物代谢产物丙酸与脆弱拟杆菌通过Meox1-Cxcr6/Ccl5轴增强微卫星稳定型结直肠癌放疗联合免疫治疗疗效的机制研究

本研究针对微卫星稳定型结直肠癌（MSS-CRC）对免疫治疗响应率低的临床难题，通过构建小鼠模型结合多组学分析，首次揭示肠道菌群代谢产物丙酸（propionic acid）和脆弱拟杆菌（B. fragilis）通过促进组蛋白H3K14乙酰化，激活Meox1-Cxcr6/Ccl5信号轴，显著增强CD8+ T细胞浸润，从而提升放疗联合PD-1抑制剂疗效。该发现为MSS-CRC的联合治疗提供了新的微生物-代谢干预靶点。

　　

在肿瘤免疫治疗领域，微卫星不稳定型结直肠癌（MSI-H CRC）患者能从PD-1抑制剂治疗中获得显著疗效，但占结直肠癌85%的微卫星稳定型（MSS-CRC）却始终是块"硬骨头"。尽管放疗能通过释放肿瘤抗原改善免疫微环境，但个体差异大、响应率低的瓶颈仍未突破。与此同时，肠道菌群作为"第二基因组"在肿瘤治疗中的作用日益凸显——它们究竟能否成为破解MSS-CRC治疗困境的"钥匙"？

南方医科大学南方医院的研究团队在《British Journal of Cancer》发表的研究给出了肯定答案。通过构建CT26小鼠MSS-CRC模型，结合抗生素清除、菌群定植和代谢干预实验，研究人员发现肠道菌群及其代谢产物是决定放疗联合免疫治疗（IRT）疗效的关键变量。采用宏基因组测序、非靶向代谢组学和气相色谱-质谱（GC-MS）技术锁定关键菌种和代谢物后，通过流式细胞术、免疫组化和体内抗体阻断实验验证机制，最终绘制出"菌群-代谢-免疫"互作网络。

关键技术方法

1. 建立CT26小鼠MSS-CRC模型，进行6 Gy放疗联合抗PD-1抗体治疗
2. 抗生素鸡尾酒（ABX）清除肠道菌群，脆弱拟杆菌（B. fragilis）定植干预
3. 宏基因组测序分析菌群组成，GC-MS检测短链脂肪酸（SCFAs）
4. CUT&Tag-qPCR检测组蛋白H3K14乙酰化，双荧光素酶报告基因验证转录调控
5. 流式细胞术分析肿瘤浸润CD8⁺ T细胞，ELISA检测细胞因子

主要研究结果

1. 肠道菌群是IRT疗效的决定因素：抗生素处理使肿瘤体积增加2.1倍（p<0.01），CD8⁺ T细胞浸润减少67%（图1e-g）。宏基因组显示IRT组拟杆菌科（Bacteroidaceae）相对丰度升高3.8倍（图2e）。

1. 丙酸和B. fragilis是关键效应分子：GC-MS显示IRT组丙酸浓度升高4.3倍（图2l），B. fragilis培养上清中丙酸占比达58%（图3b）。体内实验证实二者可使肿瘤体积缩小62%（p<0.001），CD8⁺ T细胞增加2.9倍（图3j-l）。

1. Meox1-Cxcr6/Ccl5轴介导免疫激活：RNA-seq发现细胞因子-受体通路显著富集（图5a）。丙酸通过促进H3K14ac修饰（升高5.1倍，p<0.01）上调Meox1表达，后者直接激活Cxcr6/Ccl5启动子（荧光素酶活性增强3.8倍，图5o-p）。

1. 临床相关性验证：TCGA数据分析显示MEOX1与CXCR6（r=0.42）、CCL5（r=0.38）及CD8⁺ T细胞浸润显著正相关（p<0.001）。

这项研究首次阐明肠道菌群通过代谢-表观遗传-免疫三重调控网络影响MSS-CRC治疗响应的完整机制。特别值得注意的是，B. fragilis的疗效优于单纯丙酸干预（肿瘤抑制率提高18%），提示其可能分泌多糖A（PSA）等免疫调节物质产生协同效应。该发现不仅为MSS-CRC患者提供了"益生菌+代谢物"的辅助治疗新策略，更开创了通过调控H3K14乙酰化增强肿瘤免疫应答的新研究方向。未来临床转化中，需关注野生菌株个体差异对疗效的影响，并探索Meox1激动剂与现有疗法的联用方案。