肝细胞癌瘤内微生物异质性揭示潜在治疗靶点:Ralstonia sp.通过调控甘油磷脂代谢重塑肿瘤免疫微环境

【字体: 时间:2025年08月01日 来源:JHEP Reports 7.5

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  为解决肝细胞癌(HCC)肿瘤微环境(TME)复杂性导致的治疗挑战,南京中医药大学附属南京第二医院团队通过2bRAD-M测序和代谢组学分析,发现Ralstonia sp.通过调节甘油磷脂代谢通路抑制肿瘤生长,并重塑CD8+ T细胞等免疫细胞浸润。该研究为HCC的微生物靶向治疗提供了新策略。

  

肝细胞癌(HCC)作为全球癌症相关死亡的第四大原因,其治疗困境主要源于肿瘤微环境(TME)的高度异质性。近年研究发现,瘤内微生物组作为TME的关键组分,通过代谢产物调控免疫应答,但具体机制尚不明确。尤其令人困惑的是——为何相同病理分期的患者对治疗反应差异显著?微生物群落是否在其中扮演关键角色?

南京中医药大学附属南京第二医院Liqiu Li团队在《JHEP Reports》发表的研究给出了重要答案。研究人员收集113例肝组织样本(48例HCC肿瘤组织、48例癌旁组织、17例肝血管瘤正常组织),采用2bRAD-M微生物测序结合UPLC-MS/GC-MS代谢组学技术,发现Ralstonia sp.在正常组织中显著富集,其丰度与CA199水平呈负相关。通过建立Hepa1-6小鼠移植瘤模型,证实活体Ralstonia sp.能特异性抑制肿瘤生长,且不引起肝肾功能损伤。

关键实验技术包括:1)临床队列样本的2bRAD-M微生物谱分析;2)非靶向代谢组学(UPLC-MS/GC-MS)检测;3)皮下移植瘤模型的活菌局部注射;4)CIBERSORT算法解析免疫细胞浸润。

研究结果揭示:

  1. 微生物异质性特征:HCC组织微生物多样性显著低于正常组织,Proteobacteria占比达81.86%。LEfSe分析鉴定出22个关键菌种,其中Ralstonia pickettii等在正常组织富集(p<0.05)。

  2. 代谢-微生物关联:Ralstonia sp.相关差异代谢物显著富集于甘油磷脂代谢通路(VIP>1),其与Klebsiella pneumoniae构建的诊断模型AUC达0.91,优于传统标志物AFP(AUC=0.71)。

  3. 微生物亚型划分:基于NMDS分析将HCC分为Ralstonia优势型(RT)和非优势型(nRT),RT组肿瘤体积更小、肝硬化程度更低,且甘油磷脂代谢物LysoPC(16:0/0:0)等显著下调。

  4. 体内外功能验证:CCK-8实验显示Ralstonia sp.剂量依赖性抑制Huh-7细胞活力(p<0.05);小鼠模型证实1×108 CFU剂量可使肿瘤体积缩小47%。RNA-seq揭示其上调646个基因,主要涉及胆固醇代谢过程(GO:0008203)。

  5. 免疫代谢调控机制:CIBERSORT分析显示Ralstonia sp.处理组M1型巨噬细胞浸润增加2.3倍,且与甘油磷脂代谢物呈显著负相关(r=-0.62, p<0.01)。

这项研究首次系统阐释了HCC瘤内微生物通过"微生物-代谢-免疫"轴调控肿瘤进展的机制。特别值得注意的是,Ralstonia sp.展现的双重调控作用:既直接抑制肿瘤细胞增殖,又通过重塑甘油磷脂代谢微环境增强CD8+ T细胞抗肿瘤活性。研究者提出的微生物分型策略,为HCC精准治疗提供了新的生物标志物体系。尽管仍需大规模临床验证,该发现为开发基于微生物组的联合免疫疗法奠定了理论基础,有望突破当前HCC治疗响应率低的瓶颈。

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