胃肠道癌症术后感染并发症的肠道菌群预警标志物：一项基于粪便乳酸浓度和特定菌种的大规模研究

为解决胃肠道癌症术后感染并发症高发问题，研究人员开展了一项大规模探索性研究，通过分析381例患者的术前粪便样本，结合16S rRNA基因扩增子测序和高效液相色谱技术，发现粪便乳酸浓度升高是独立危险因素，而Akkermansia muciniphila和Lactococcus lactis丰度较高则具有保护作用。该研究为术前风险评估和菌群干预提供了新策略。

　　

胃肠道癌症手术虽技术日益精进，术后感染并发症却仍是困扰临床的顽固难题。这些并发症不仅拖长住院时间、增加医疗开支，还可能延误辅助治疗时机，甚至直接抬升围手术期死亡率。尽管现有策略如预防性抗生素和免疫营养支持已广泛应用，其效果仍不尽如人意。近年来，研究者逐渐将目光投向人体“第二基因组”——肠道菌群，及其代谢产物在维持肠道屏障和免疫稳态中的关键作用。然而，既往研究多局限于单一癌种或小样本队列，缺乏跨癌种、大规模的系统性探索。

为此，由Takuya Sugimoto、Yukihiro Yokoyama等学者牵头，日本名古屋大学与养乐多中央研究所合作，开展了一项涵盖7类胃肠道癌症、共381例患者的大规模研究，旨在揭示术前肠道菌群组成、有机酸水平与术后感染风险之间的关联。该研究发表于《Annals of Surgical Oncology》，为临床预测和干预提供了新的生物标志物和思路。

研究团队主要采用了以下关键技术方法：

1. 1.

   16S rRNA基因V1–V2区扩增子测序：分析患者术前粪便菌群组成，通过QIIME2和DADA2流程处理序列，鉴定物种并计算α/β多样性；

2. 2.

   高效液相色谱（HPLC）技术：定量检测粪便中9种有机酸（如乳酸、乙酸、丁酸等）浓度；

3. 3.

   多变量统计与机器学习分析：包括Logistic回归、PERMANOVA、DESeq2差异菌种鉴定等，校正性别、年龄、癌种等混杂因素；

4. 4.

   临床数据标准化采集：涵盖术前血液参数（如NLR、CRP）、手术时间、出血量等，并发症诊断严格遵循感染病学标准。

研究结果主要包括以下几方面：

一、患者特征与感染分布

纳入的381例患者中，94例（24.7%）发生术后感染，其中胆道癌患者感染率最高（47.1%），而肝细胞癌患者最低（8.8%）。感染类型以手术部位感染（30例）和腹腔脓肿（21例）为主。

二、粪便乳酸浓度是独立风险因子

感染组患者术前粪便乳酸浓度中位数显著高于非感染组（0.92 vs. 0.36 μmol/g, p=0.002）。多因素Logistic回归显示，乳酸浓度＞0.62 μmol/g时，感染风险增加3倍以上（OR=3.04, p<0.001），这一趋势在胃癌和结直肠癌患者中尤为明显。

三、肠道菌群α多样性降低与感染相关

感染组患者菌群Observed ASVs（扩增子序列变体）显著减少（p=0.034），Shannon指数也有下降趋势（p=0.055），但β多样性无显著组间差异。

四、A. muciniphila和L. lactis具有保护作用

DESeq2分析发现，感染组患者中Akkermansia sp.（ASV 1209，经BLAST鉴定为A. muciniphila）和Lactococcus lactis（ASV 5167）丰度显著降低。进一步分析显示，A. muciniphila的丰度与术前血液中性粒细胞和淋巴细胞计数呈正相关。

五、传统指标与感染风险的关联

术前CRP＞0.055 mg/dL和NLR＞2.19也是感染的风险因素，但粪便乳酸的预测效能独立于这些指标。

讨论与结论：

本研究首次在大规模多癌种队列中证实，术前粪便乳酸浓度升高是胃肠道癌症术后感染的独立危险因素，而A. muciniphila和L. lactis则可能通过增强肠道屏障功能、调节免疫应答发挥保护作用。乳酸积累可能源于菌群失调（如乳酸利用菌减少）或全身代谢紊乱，但其具体机制仍需进一步探索。

值得注意的是，A. muciniphila与免疫细胞计数的正相关性提示其可能通过调控T细胞稳态和减少炎症因子分泌增强宿主抗感染能力。而L. lactis作为常见于发酵乳制品的益生菌，也可能通过促进转化生长因子-β（TGF-β）分泌强化肠道屏障。

尽管本研究存在癌种异质性、术前管理差异等局限，但其发现为临床提供了非侵入性、易操作的预测工具——粪便乳酸检测，且为益生菌（如A. muciniphila和L. lactis）的术前干预提供了理论依据。未来需通过前瞻性研究和宏基因组功能分析验证这些标志物的临床效用，并探索调控肠道乳酸代谢的有效策略。

总之，该研究深化了我们对肠道菌群在围手术期感染中作用的理解，为实现个体化感染防控迈出了重要一步。