《Gut Microbes Reports》：Influence of gut microbiota on chronic lymphocytic leukemia development and aggressiveness
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慢性淋巴细胞白血病（chronic lymphocytic leukemia，CLL）具有高度临床和生物学异质性。尽管已发现遗传因素，但多项证据表明环境因素在疾病发生和进展中发挥作用。饮食是包括癌症在内的多种疾病的公认风险因素，且与肠道微生物组（gut mic
慢性淋巴细胞白血病（chronic lymphocytic leukemia，CLL）具有高度临床和生物学异质性。尽管已发现遗传因素，但多项证据表明环境因素在疾病发生和进展中发挥作用。饮食是包括癌症在内的多种疾病的公认风险因素，且与肠道微生物组（gut microbiome）组成存在既定关联。本研究利用广泛使用的Eμ-TCL1转基因模型，探讨了饮食、肠道微生物群与CLL发展之间的关系。研究人员将一组Eμ-TCL1小鼠随机分为接受正常标准饮食（N）（n=15）或富含低复杂度碳水化合物且蛋白质和纤维含量较低的实验性饮食（HC/LPF）（n=16）两组，观察到喂食HC/LPF饮食的小鼠肠道微生物组组成发生进行性变化，同时伴随疾病进展加速和生存期缩短。这些效应与喂食HC/LPF饮食的小鼠体内厚壁菌门（Firmicutes）和变形菌门（Proteobacteria）增加以及拟杆菌门（Bacteroidetes）减少有关。数据表明，HC/LPF饮食与颤螺菌属（Oscillospira）、瘤胃球菌属（Ruminococcus）、螺杆菌属（Mucispirillum）、AF12和理研菌属（Rikenella）之间存在密切联系，可能影响CLL的发展。本工作为在受控的CLL患者队列中开展详细研究以阐明饮食在疾病发病率和演变中的作用奠定了基础。
研究背景与科学问题
慢性淋巴细胞白血病（CLL）是西方成人中最常见的白血病，但在亚洲极为罕见，提示地理异质性的存在。CLC在临床上表现出显著异质性，部分患者病程极其惰性无需治疗，而另一些患者则在不同时间点进展并需要干预。这种临床异质性反映了基因组畸变、体细胞基因突变及微环境影响等多种生物学因素的复杂相互作用。在微环境方面，抗原刺激在CLL的发生和进展中发挥重要作用，例如不相关患者中存在准相同的B细胞受体（BCR）且与临床病程相关，以及靶向BCR下游信号通路的激酶抑制剂展现出惊人疗效。
遗传易感性也是CLL的特征之一，体现在较高的家族发病率，并被认为有助于解释亚洲人群中疾病发病率较低的现象——即使移民至其他大陆的个体仍保持较低发病率。尽管如此，环境因素和社会习惯也应被考虑，以帮助理解疾病发生的地域、临床和生物学异质性。饮食是多种疾病（包括血液恶性肿瘤）公认的风险因素，但其对CLL发展的贡献从未被深入探究，仅有少数研究得出相互矛盾的结论。部分研究未发现饮食与CLL之间的关联，而另一些则提示西式饮食模式（包括高脂乳制品、加工肉类、精制谷物、甜食、含糖饮料和方便食品的高摄入量）与疾病发生相关。此外，降脂治疗可降低CLL患者白血病淋巴细胞数量，提示代谢特征与白血病发生之间存在潜在干扰。维生素D补充与CLL患者更长的无治疗生存期（TFS）相关，一例采用全食物植物基（WFPB）饮食干预的观察等待策略CLL患者出现淋巴细胞计数下降和疾病长期稳定，进一步支持饮食与疾病进展之间的潜在关联。
肠道微生物群是一个复杂的异质性生态系统，由参与消化、代谢、能量稳态和免疫反应等多种生理过程的微生物混合组成。肠道微生物群的改变（菌群失调）已被证明与炎症性疾病、心血管疾病以及最近的癌症（包括血液恶性肿瘤）相关。在CLL背景下，最近一项关于细菌微生物组的研究显示，与健康个体相比，CLL患者的α多样性降低，拟杆菌门丰度增加，产短链脂肪酸的细菌类群减少。拟杆菌门和厚壁菌门的丰度也被提出作为预测CLL预后的肠道标志物。在BCR抑制剂治疗的小规模队列中，虽未达到统计学显著性，但观察到应答者与非应答者或伴有与不伴免疫相关不良事件的患者之间细菌类群的分布差异。最近一项研究将微生物组多样性与CLL侵袭性相关联，并在Eμ-TCL1小鼠模型中进行了验证。同一课题组进一步细化了与CLL相关的微生物组组成，发现Alistipes shahii、Alistipes finegoldii和Eubacterium sp. CAG:180与CLL分类呈正相关，而Eubacterium hallii、Dorea longicatena和Anaerostipes hadrus呈负相关。Skupa等人近期在小鼠模型中报道了一种与CLL样疾病发展相关的菌群失调肠道微生物组，其特征是变形菌门丰度增加，同时还报告了CLL在肠道的累及以及肠道通透性的改变。
为了进一步探究饮食、肠道微生物群与CLL发展之间的关系，并克服人类研究中因饮食信息误报可能性及不同营养素组合复杂性带来的限制，研究人员决定利用广泛使用的Eμ-TCL1转基因模型。该模型允许对施用的饮食进行严格控制，并通过实验分析饮食如何影响肠道微生物组并最终影响临床结局。
研究方法概述
研究人员将Eμ-TCL1转基因小鼠（背景品系C3HBL/6，经回交获得纯C57BL6背景）在2月龄时随机分为两组，分别给予正常标准饮食（N）和高碳水化合物低蛋白低纤维饮食（HC/LPF）。通过每月流式细胞术检测外周血中CD19+CD5+白血病细胞比例监测疾病进展，并根据体重减轻或恶性细胞比例等标准判定动物处死时机以进行生存分析。在饮食改变前（T0）以及饮食改变后4个月（T4）和8个月（T8）收集粪便样本，提取总DNA后扩增16S rRNA的V3-V4区域，在MiSeq Illumina平台进行测序，并使用QIIME软件进行微生物组分类学分析，包括α多样性（Shannon指数）、β多样性（Bray-Curtis和Unweighted Unifrac分析）以及线性判别分析效应大小（LEfSe）分析。所有统计检验使用GraphPad Prism 9和双因素方差分析（two-way ANOVA）等方法完成。
研究结果
饮食在塑造Eμ-TCL1小鼠疾病结局中的作用
研究人员在2月龄时将Eμ-TCL1小鼠随机分组并更换饮食，持续监测至饮食改变后11个月。结果显示，喂食HC/LPF饮食的小鼠外周血中CD19+CD5+ B细胞的积累加速，与正常饮食组相比，差异在饮食改变后5个月即可见，并于第6个月随访时达到统计学显著性。这导致HC/LPF组小鼠的总生存期显著缩短，其中位总生存期为9.5个月，而正常饮食组的中位生存期未达到（p=0.0132）。
饮食驱动的Eμ-TCL1小鼠微生物组组成变化
通过对三个时间点的粪便样本进行分析，在基线时两组间的α多样性（Shannon指数）无显著差异。饮食实施后，HC/LPF组小鼠的Shannon指数在T4时显著高于正常饮食组，而在T8时虽仍较高但多重检验校正后不再显著。β多样性分析显示，基线时两组间微生物群落结构无显著差异；而在T4时，正常饮食组和HC/LPF组形成明显分离的聚类，该分离在T8时仍然维持，表明HC/LPF饮食诱导了强烈且持续的肠道微生物组重塑。
在门水平上，HC/LPF饮食导致厚壁菌门和变形菌门相对丰度显著增加，同时拟杆菌门相对丰度从约80%降至40%，呈现典型的菌群失调状态。研究人员还计算了厚壁菌门与拟杆菌门比值（F:B）以及厚壁菌门与变形菌门比值（F:P），结果显示这两个比值在饮食干预后均发生显著变化，且在高白血病负荷的HC/LPF组中尤为突出。
在科和属水平上，HC/LPF饮食组小鼠中属于厚壁菌门的瘤胃球菌科（Ruminococcaceae）和克里斯滕森菌科（Christenellaceae）以及属于变形菌门的脱硫弧菌科（Desulfovibrionaceae）显著增加，而拟杆菌门的S24-7科、普雷沃氏菌科（Prevotellaceae）和拟杆菌科（Bacteroidaceae）显著减少。在属水平，HC/LPF饮食导致瘤胃球菌属（Ruminococcus）、颤螺菌属（Oscillospira）和臭杆菌属（Odoribacter）增加，而普雷沃氏菌属（Prevotella）和阿克曼氏菌属（Akkermansia）显著减少。LEfSe分析进一步识别出与HC/LPF饮食最强烈关联的属为颤螺菌属、瘤胃球菌属、螺杆菌属（Mucispirillum）、AF12和理研菌属（Rikenella）。
微生物组对Eμ-TCL1小鼠白血病严重程度的影响
研究人员根据白血病负荷（低白血病：白血病细胞<10%；高白血病：白血病细胞>10%）和饮食方案对小鼠进行分层。在低白血病小鼠中，两种饮食之间在任何分类水平上均未观察到微生物组组成的显著差异。而在高白血病小鼠中，HC/LPF组与正常饮食组相比，在门水平上变形菌门和厚壁菌门显著增加而拟杆菌门显著减少；在科水平上瘤胃球菌科、脱硫弧菌科和臭杆菌科显著增加，普雷沃氏菌科和S24-7科显著减少；在属水平上颤螺菌属和臭杆菌属显著增加，普雷沃氏菌属显著减少。
β多样性分析进一步显示，低白血病小鼠无论饮食如何均紧密聚集，而高白血病小鼠特别是HC/LPF组在排序空间中形成独特的聚类。配对PERMANOVA证实，高白血病正常饮食组与低白血病正常饮食组之间存在显著差异，但高白血病HC/LPF组与其他各组之间的差异更为显著，而低白血病小鼠在两种饮食之间无显著差异。按时间点分析发现，在T4时微生物组组成主要由饮食驱动而与白血病负荷无关，而在T8时饮食和白血病负荷均对群落结构产生显著贡献。多变量线性建模在校正饮食因素后发现，多个属（包括理研菌属、脱硫弧菌属、臭杆菌属、螺杆菌属、脱卤杆菌属、颤螺菌属、瘤胃球菌属、粪球菌属和AF12）的丰度随白血病负荷增加而独立于饮食地增加。
讨论与结论
本研究首次通过实验控制的方式证明了饮食改变能够影响CLL样疾病在小鼠中的自然病程。HC/LPF饮食与疾病进展加速和生存期缩短相关，其作用机制可能涉及肠道微生物组的重塑。具体而言，HC/LPF饮食导致厚壁菌门和变形菌门增加、拟杆菌门减少的菌群失调状态，这种改变与慢性炎症和代谢功能障碍相关，而后者均可促进癌症进展。在更低分类水平上，促炎性类群如脱硫弧菌科增加，而有益菌属如阿克曼氏菌属和普雷沃氏菌属减少。这些微生物变化在高白血病负荷小鼠中更为显著，提示微生物组重塑与疾病进展之间存在时间和数量上的联系。
研究人员推测，营养性菌群失调可能导致慢性免疫刺激，创造有利于B细胞激活和白血病转化的微环境。持续的炎症信号可能促进上皮屏障通透性和细菌移位，在肠道相关淋巴组织中形成适合B细胞激活的环境。CLL中BCR和TLR等免疫相关受体的抗原样刺激已被确认为疾病驱动因素，白血病细胞能够对自身抗原以及包括共生肠道细菌抗原在内的感染源抗原作出反应。最近在Eμ-TCL1小鼠模型中的研究也报告了肠道内的白血病浸润以及肠道通透性改变的标志物升高，支持了这一假设。
多变量分析揭示了一组独立于饮食而追踪白血病负荷的核心细菌属，表明微生物组中存在可在不同饮食背景下检测到的白血病相关特征。HC/LPF饮食下高白血病小鼠中观察到的独特微生物组谱表明，饮食诱导的微生物组变化可能成为改变疾病临床轨迹的潜在靶点。
研究也存在若干局限性：基于小鼠模型的结果不能完全反映人类CLL的复杂性；由于随访期间死亡导致样本量减少；单一饮食成分的具体贡献尚不清楚；微生物组与疾病进展之间的强关联需要通过粪菌移植等机制研究加以强化；16S rRNA基因测序的分辨率有限，无法解析菌株水平的异质性或直接捕获功能通路。
尽管如此，本研究提供了首个实验控制的证据，表明饮食改变可通过影响常驻微生物组来影响CLL的进展。这一发现为CLL患者提供了一个潜在的可调控因素，值得在前瞻性研究中进行进一步的转化干预探索。
