综述:癌症免疫治疗中的肠道菌群失调:微生物介导的耐药性与新兴疗法

【字体: 时间:2025年08月26日 来源:Frontiers in Immunology 5.9

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  这篇综述深入探讨了肠道菌群失调(dysbiosis)与癌症免疫治疗疗效的关联,系统阐述了微生物通过炎症反应(NF-κB/STAT3通路)、免疫代谢重编程(SCFAs/Tregs调控)和基因毒性(colibactin/DNA损伤)等机制促进肿瘤发生,并提出了粪菌移植(FMT)和益生菌干预等微生态调控策略,为个体化癌症治疗提供了新视角。

  

肠道菌群失调与癌症免疫治疗的复杂博弈

肠道微生物:从共生到致癌

人体肠道栖息着超过1014微生物,构成"第二基因组"。以厚壁菌门(Firmicutes)和拟杆菌门(Bacteroidetes)为主导的菌群通过短链脂肪酸(SCFAs)维持肠道屏障功能。但当饮食(高脂/低纤维)、抗生素或压力破坏这种平衡时,致病菌如具核梭杆菌(Fusobacterium nucleatum)和产肠毒素脆弱拟杆菌(ETBF)增殖,分泌基因毒素colibactin或激活TLR4/NF-κB通路,驱动慢性炎症和DNA损伤,为肿瘤发生埋下伏笔。

微生物的致癌"武器库"

不同癌症展现出独特的微生物特征:

  • 结直肠癌:具核梭杆菌通过Fap2蛋白结合Gal-GalNAc,激活β-catenin通路;

  • 胃癌:幽门螺杆菌(H. pylori)的VacA毒素诱导胃上皮细胞异常甲基化;

  • 乳腺癌:肠道菌群通过β-葡萄糖醛酸酶调控雌激素代谢,促进ER+肿瘤生长。

    微生物代谢物如次级胆汁酸(DCA)通过ERK1/2信号促进肝癌,而氢硫化氢(H2S)则直接损伤结肠上皮DNA。

肿瘤微环境的"帮凶"

菌群失调重塑肿瘤微环境(TME):

  • 免疫逃逸:具核梭杆菌招募髓系抑制细胞(MDSCs),抑制CD8+ T细胞功能;

  • 血管生成:大肠杆菌激活HIF-1α/VEGF通路,为肿瘤供血;

  • 转移前哨站:抗生素处理小鼠肠道后,变形菌门(Proteobacteria)增殖,通过IL-6/STAT3通路促进肺癌转移。

免疫治疗的"双面刃"

肠道菌群显著影响免疫检查点抑制剂(ICI)疗效:

  • 响应者特征:阿克曼菌(Akkermansia muciniphila)和长双歧杆菌(Bifidobacterium longum)富集的患者,PD-1抗体治疗效果提升3倍;

  • 耐药元凶:瘤胃球菌(Ruminococcus gnavus)过度增殖与黑色素瘤患者无进展生存期缩短相关。机制上,特定菌株通过STING通路激活树突细胞,增强CD8+ T细胞抗肿瘤应答。

微生态干预:精准抗癌新战线

  1. 1.

    益生菌疗法:口服VSL#3(含8种菌株)使放疗腹泻发生率降低60%;

  2. 2.

    粪菌移植:将响应者粪便移植至抗生素处理小鼠,可逆转PD-1耐药;

  3. 3.

    代谢干预:补充色氨酸恢复抗PD-1疗效,其代谢产物吲哚丙酸(IPA)抑制乳腺癌转移。

挑战与展望

当前研究存在菌株特异性差异(如不同双歧杆菌亚型作用相反)、跨种族验证不足等问题。未来需结合多组学(metagenomics/metabolomics)开发微生态诊断标志物,并探索噬菌体靶向清除致癌菌株等创新策略。正如一项针对肝癌的临床研究所示(NCT03353402),调控肠道菌群或将成为癌症联合治疗的"标准配置"。

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