挪威队列研究揭示具核梭杆菌(Fusobacterium)在结直肠癌中的分子与免疫学改变及其临床意义

本研究通过挪威结直肠癌(CRC)患者队列，首次系统阐述了具核梭杆菌(Fusobacterium)尤其是动物源具核梭杆菌(F. animalis)在肿瘤微环境(TME)中的关键作用。研究采用多组学方法，发现高负荷具核梭杆菌与微卫星不稳定性(MSI-H)显著相关，并鉴定出CXCL8、IL6等25个免疫基因的异常表达。创新性证实了黏附蛋白Fap2的组成型表达特征，同时挑战了既往关于M2巨噬细胞极化的认知，为CRC的微生物-免疫互作机制提供了新视角。

　　

具核梭杆菌与结直肠癌的分子免疫学关联

背景：

肠道微生物组尤其是具核梭杆菌属(Fusobacterium)在结直肠癌(CRC)发展中扮演关键角色。最新分类学进展将动物源具核梭杆菌(F. animalis)从具核梭杆菌(F. nucleatum)亚种提升为独立物种，该菌株在CRC肿瘤中呈现显著富集特征。挪威研究团队通过25例CRC患者队列，首次系统探索了F. animalis主导的具核梭杆菌群落与肿瘤免疫微环境的相互作用。

材料与方法：

研究采用多维度分析策略：

1. 1.

   分子特征：检测KRAS^G12、BRAF^V600E等驱动基因突变及MLH1甲基化状态

2. 2.

   免疫图谱：NanoString nCounter技术分析579个免疫相关基因

3. 3.

   微生物检测：实时定量PCR靶向nusG基因进行菌负荷分层

4. 4.

   功能验证：Fap2黏附蛋白转录本检测及巨噬细胞标志物(CD163/CD68)免疫组化

关键发现：

分子特征与菌群关联：

MSI-H状态与高具核梭杆菌负荷显著相关(p=0.016)，所有BRAF^V600E突变样本均位于高负荷组。值得注意的是，KRAS突变主要富集于低负荷组，提示不同遗传亚型可能存在差异性的菌群定植模式。

免疫微环境重塑：

通过差异基因表达分析鉴定出25个特征性免疫基因，其中：

• 趋化因子CXCL8(IL8)表达量差异最显著(27倍变化)

• 炎性因子IL6与骨桥蛋白SPP1同步上调

• 免疫代谢酶IDO1表达与菌负荷正相关

免疫组化证实CXCL8主要由肿瘤细胞分泌，形成自分泌促癌环路。

Fap2黏附蛋白的组成型表达：

创新性发现fap2基因在肿瘤/癌旁组织均保持基础转录水平，其RNA总量与CXCL8(r=0.46)、IL6(r=0.50)等呈正相关。值得注意的是，fap2转录活性与炎症程度无直接关联，提示其可能作为结构性毒力因子而非诱导型效应分子发挥作用。

巨噬细胞极化争议：

与既往体外研究相反，高菌负荷组未显示M2型巨噬细胞(CD163⁺)比例增加(p=0.245)。虽然精氨酸酶1(ARG1)表达升高，但关键极化标志物IL10、CD209未见差异。这种矛盾可能反映体内微环境的复杂性，包括缺氧区域与肿瘤异质性的影响。

临床启示与局限：

研究揭示了具核梭杆菌通过CXCL8/IL6等炎性因子塑造促肿瘤微环境的新机制，但对M2极化的阴性结果提示需谨慎解读体外实验数据。样本量限制(25例)和早期肿瘤(Dukes A/B期)为主的队列特征，可能影响与晚期肿瘤研究的可比性。

未来方向：

建议开展三项延伸研究：

1. 1.

   空间转录组解析菌群-免疫细胞共定位

2. 2.

   类器官模型验证Fap2的Gal-GalNac结合功能

3. 3.

   前瞻性队列评估菌群负荷与免疫治疗响应关系

这项研究为理解CRC的"菌群-免疫-肿瘤"三方互作提供了重要证据，特别强调F. animalis作为优势菌株的临床意义，并为开发基于微生物组的诊断标志物奠定基础。