《Frontiers in Oncology》：Beyond the tumor: the role of the gut microbiome in triple-negative breast cancer
编辑推荐：
肠道微生物组是胃肠道内具有代谢活性的微生物群落，可调控宿主免疫、代谢及炎症反应。菌群失调（即该生态系统的紊乱）已被证实与癌症的发生、进展及治疗抵抗密切相关。三阴性乳腺癌（triple-negative breast cancer, TNBC）占所有乳腺癌的10
肠道微生物组是胃肠道内具有代谢活性的微生物群落，可调控宿主免疫、代谢及炎症反应。菌群失调（即该生态系统的紊乱）已被证实与癌症的发生、进展及治疗抵抗密切相关。三阴性乳腺癌（triple-negative breast cancer, TNBC）占所有乳腺癌的10%–15%，目前主要依赖化疗及免疫检查点抑制剂进行治疗；然而，患者治疗反应存在显著异质性，且其癌症复发风险高于激素受体阳性或HER2阳性乳腺癌患者。新兴证据表明，肠道微生物的组成及其多样性可影响TNBC的系统治疗效果及临床结局。研究人员综述了当前流行病学、机制及临床层面的证据，阐明肠道微生物组如何调控TNBC的生物学行为，重点关注肿瘤免疫微环境（tumor immune microenvironment, TME）及治疗反应。文中明确了具有保护性及促肿瘤特征的微生物特征，分析了抗生素暴露与肥胖的影响，并探讨了饮食调节及微生物组靶向干预等新兴策略，这些策略有望优化TNBC管理并改善患者预后。
1 引言
乳腺癌是全球女性最常见的恶性肿瘤，其中三阴性乳腺癌（TNBC）是最具侵袭性的分子亚型之一，约占所有病例的10%–15%。TNBC的临床特征包括高组织学分级、快速进展、早期转移及较差的生存预后。由于缺乏雌激素受体（estrogen receptor, ER）、孕激素受体（progesterone receptor, PR）及人表皮生长因子受体2（human epidermal growth factor receptor 2, HER2）的表达，TNBC无法从内分泌治疗及HER2靶向治疗中获益，细胞毒性化疗与免疫治疗成为主要的系统治疗手段。KEYNOTE-522试验证实，在新辅助化疗基础上联合免疫检查点阻断可显著提高早期TNBC的病理完全缓解率（pathologic complete response, pCR）及无事件生存率（event-free survival, EFS）。KEYNOTE-355试验则显示，对于PD-L1阳性（联合阳性评分 combined positive score, CPS ≥ 10）的转移性TNBC，帕博利珠单抗联合化疗可显著延长总生存期。这些进展凸显了免疫系统在TNBC控制中的核心作用，也提示需深入解析抗肿瘤免疫的上游调控因素。近年来，肠道微生物组作为宿主免疫、全身炎症及治疗反应的关键调控者受到广泛关注。胃肠道内的数万亿微生物共同调控黏膜与全身免疫反应、上皮屏障完整性及代谢稳态。该生态系统处于“菌群平衡”（eubiosis，以高微生物多样性及功能平衡为特征）与“菌群失调”（dysbiosis，失衡且促炎的异常状态）的动态连续体中。在TNBC中，肠道微生物的组成与多样性已被证实可影响肿瘤生物学行为及系统治疗（尤其是 chemo-immunotherapy）疗效。较高的微生物多样性及产短链脂肪酸（short chain fatty acids, SCFA）类群的富集与更好的治疗反应相关，而由肥胖、抗生素暴露及环境因素驱动的菌群失调则与慢性炎症、免疫抑制及不良预后相关。除肠道外，肿瘤自身也存在独特的瘤内微生物组，其可通过血行播散、肠屏障破坏后的肠道易位及邻近黏膜表面的局部侵袭定植于乳腺组织，参与信号调控。本综述整合了菌群平衡与失调的概念、流行病学因素及新兴微生物组治疗策略，系统阐释肠道菌群如何影响TNBC的风险、免疫调控及新辅助 chemo-immunotherapy 反应。
2 肠道微生物组、菌群平衡、菌群失调与肠屏障
肠道微生物组构成密集且动态的群落，执行关键的代谢、免疫及稳态功能。菌群平衡状态下，微生物多样性较高，有益类群如 Akkermansia、Faecalibacterium、Bifidobacterium 及 Ruminococcaceae、Lachnospiraceae 科成员丰度充足，这些微生物可产生SCFAs（包括丁酸盐、丙酸盐和乙酸盐），增强上皮屏障完整性、调控黏膜免疫、抑制病原体过度生长并限制慢性炎症。在此状态下，由“腔内微生物及其代谢产物—保护性黏液层—紧密连接的上皮细胞—上皮下免疫网络—脉管系统”构成的肠屏障维持选择性通透性与平衡的免疫耐受。与之相反，菌群失调以微生物多样性降低及潜在致病或促炎类群过度增殖为特征，可通过削弱紧密连接、减少黏液层厚度及增加肠道通透性破坏肠屏障功能。其后果是脂多糖（lipopolysaccharide, LPS）等微生物产物易位进入循环系统，驱动全身炎症与免疫功能紊乱。一旦进入血液，微生物代谢产物及炎症介质可到达乳腺等远端器官，改变局部免疫反应并形成促肿瘤微环境。这些机制清晰地揭示了肠道菌群失调如何参与TNBC的发生发展及治疗抵抗。
3 与微生物组交叉的流行病学危险因素
肥胖是TNBC最强可改变的危险因素之一，超重及肥胖女性的TNBC发病风险更高，这一关联在绝经后女性中尤为显著，在年轻人群中亦明确存在。肥胖可促进慢性低度炎症、胰岛素抵抗及脂肪因子信号改变，同时重塑肠道菌群——促炎类群富集、SCFA产生菌耗竭。这些改变导致循环中LPS及胆汁酸水平升高，激活NF-κB与STAT3信号通路，共同促进免疫抑制性肿瘤微环境（TME）的形成。实验数据显示，肥胖调控的微生物组可改变TNBC的生长、免疫浸润及治疗反应。在TNBC小鼠模型中，肥胖无论在无瘤还是荷瘤状态下均降低肠道微生物α多样性，并通过减少拟杆菌属（尤其是 Alistipes）并富集厚壁菌门（如 Clostridia 及 Mogibacteriaceae 科）改变分类组成；肥胖小鼠中 Verrucomicrobia 门（尤其是嗜黏蛋白阿克曼氏菌 Akkermansia muciniphila）相对增加，但其丰度随肿瘤发生而下降。一项纳入391项乳腺癌研究的系统综述指出，肥胖与激素受体阳性乳腺癌患者的较差总生存及乳腺癌特异性生存相关，尽管其预后影响在不同研究中存在差异。种族差异是另一个可能与肠道微生物组相互作用的流行病学背景。TNBC在非裔女性中的发病率及死亡率显著高于非西班牙裔白人女性。与非裔血统相关的TNBC基因表达谱显示出独特的免疫与代谢特征，可能介导更具侵袭性的肿瘤生物学行为及差异化的治疗反应。西非血统相关的遗传变异已被证实与TNBC风险增加及预后恶化相关。社会经济劣势、慢性应激、结构性种族主义、代谢合并症及早诊障碍等非生物因素也加剧了这些健康不平等。人群层面的饮食、环境暴露及微生物组组成的差异很可能与此交织，但目前直接关联肠道菌群与TNBC种族差异预后的证据仍有限且多为推测，是当前研究的重大空白。
4 肠道微生物组的保护机制
多种细菌类群表现出保护性及抗肿瘤效应。肠道微生物组通过调控树突状细胞成熟、T细胞启动及细胞因子谱塑造全身抗肿瘤免疫。嗜黏蛋白阿克曼氏菌（Akkermansia muciniphila）可增强树突状细胞活化、维持肠屏障完整性，并与免疫治疗的良好反应性相关。近期小鼠定植实验表明，Blautia obeum 产生的自诱导剂-2（autoinducer-2, AI-2）可促进嗜黏蛋白阿克曼氏菌的定植，提示其为密度依赖的保护性标志物。长双歧杆菌（Bifidobacterium longum）、脆弱拟杆菌（Bacteroides fragilis）及毛螺菌科（Ruminococcaceae）成员等其他物种也与多种癌症中免疫检查点抑制剂的疗效提升相关。微生物代谢产物（尤其是SCFAs）兼具组蛋白去乙酰化酶抑制剂与信号分子功能，可调控T细胞分化及抗体效应功能。普拉梭菌（Faecalibacterium prausnitzii）、直肠真杆菌（Eubacterium rectale）及 Ruminococcus 等产SCFA微生物生成的丁酸盐及相关代谢产物可抑制炎症、增强CD8+T细胞活性并促进M1型巨噬细胞极化，共同支持抗肿瘤免疫。如图1所示，肠道来源的SCFA、氧化三甲胺（trimethylamine N-oxide, TMAO）及LPS等代谢产物穿过肠屏障进入体循环，到达乳腺肿瘤部位，定植的致病菌与共生菌、免疫细胞及成纤维细胞共同塑造TNBC微环境。多项接受新辅助化疗的TNBC队列研究一致显示，基线肠道微生物多样性越高，pCR率越高。治疗应答者通常表现为产SCFA类群（如 Faecalibacterium、Ruminococcaceae、Lachnospiraceae、Bacteroides 及 Eubacterium）的富集，以及氨基酸与色氨酸通路代谢产物特征，这些特征与肿瘤浸润淋巴细胞升高及炎症性TME相关。产SCFA类群的富集还与更长无进展生存期及更强的全身免疫活化相关。在肿瘤内部，更高的微生物丰富度与CD4+T细胞浸润增加、CXCL13表达上调及更成熟的三级淋巴结构（作为支持抗肿瘤反应的局部免疫枢纽）相关，此类肿瘤中通常M2样巨噬细胞（通常抑制免疫并促进肿瘤进展）较少。微生物代谢产物进一步参与TME调控，例如在TNBC模型中，微生物代谢产物TMAO可增强树突状细胞活化、增加CD8+T细胞浸润、减缓肿瘤生长并改善免疫检查点阻断反应，而清除产TMAO细菌则会消除这些获益。
5 促肿瘤机制
相反，多种微生物类群表现出促肿瘤特征。大肠杆菌（Escherichia coli）、具核梭杆菌（Fusobacterium nucleatum）、金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）及表皮葡萄球菌（Staphylococcus epidermidis）等病原体可产生基因毒素、损害上皮屏障功能并生成促炎微环境，从而促进肿瘤生长与转移。TNBC患者的肠道及肿瘤样本中常富集肠杆菌科（Enterobacteriaceae）、放线菌科（Actinomycetaceae）及鞘脂杆菌科（Sphingobacteriaceae），而正常情况下可激活自然杀伤T细胞的保护性类群鞘氨醇单胞菌属（Sphingomonas）则减少。与健康对照相比，乳腺癌患者中肠杆菌科、葡萄球菌属（Staphylococcus）及芽孢杆菌属（Bacillus）丰度更高，进一步强化了微生物失衡、慢性炎症与癌症进展的关联。表1总结了各分类单元在TNBC生物学中的作用、其在肠道微生物组中的主要功能（包括SCFA产生、屏障维持及免疫调控），并标注其总体保护性或促肿瘤效应。肠道微生物平衡的破坏会产生深远的免疫学后果。抗生素暴露会耗竭支持免疫稳态的共生菌，导致SCFA生成减少、树突状细胞启动受损、淋巴细胞水平下降及全身免疫力减弱。菌群失调还会增加肠道通透性，促进微生物产物易位并增强肿瘤相关巨噬细胞上的TLR4信号传导，该信号推动巨噬细胞向M2样免疫抑制表型极化，强化TME内的免疫抑制。这些免疫生物学效应转化为治疗反应与生存的显著差异。一项针对772名I–III期TNBC女性的研究显示，仅分析乳腺癌诊断后开具的抗菌药物，每增加一个月的抗生素使用，乳腺癌特异性生存及总生存的风险比均增加5%（HR均为1.05）；该效应持续至诊断后第三年才减弱，且统计模型提示其作用通过外周淋巴细胞计数减少介导，而非中性粒细胞计数变化。与此一致的是，治疗无应答者往往表现为基线微生物多样性较低、治疗期间有益类群耗竭及潜在致病菌富集，符合免疫调控受损及免疫抑制微环境增强的特征。转移性环境中的证据进一步支持这些关联。ALICE试验显示，接受免疫调节化疗联合PD-L1抑制剂阿替利珠单抗的转移性TNBC患者，无论PD-L1肿瘤状态如何，其无进展生存期（progression-free survival, PFS）均优于单纯化疗组。基线肠道菌群分析表明，以Faith系统发育多样性衡量的高肠道微生物α多样性与更长的PFS相关，并可预测阿替利珠单抗联合化疗的获益，而低多样性患者未观察到此获益。这些结果强调，PD-L1表达较高且肠道微生物多样性高的患者可从检查点抑制中获得最大获益，凸显免疫检查点抑制剂如何与微生物组相互作用，重塑肿瘤微环境并改善转移性TNBC结局。
6 瘤内微生物组的作用
乳腺癌微环境的研究已从将肿瘤视为无菌部位转向承认其存在动态多样的瘤内微生物群。肠道微生物组通过“肠-乳腺轴”的代谢物及免疫信号发挥系统性影响，而瘤内细菌则通过独特的生理机制定植。这些微生物常起源于肠道或口腔的共生种群，通过受损肠黏膜屏障的易位、短暂低水平菌血症期间的血行播散，以及从邻近皮肤或乳头导管表面的局部侵袭定植于乳腺组织。这种定植并非被动过程：具核梭杆菌及表皮葡萄球菌等特定共生生物在肿瘤组织中优先富集，可调控局部DNA损伤并抑制抗肿瘤免疫反应。这些瘤内微生物群落与癌细胞及肿瘤浸润免疫细胞直接物理毗邻，使其成为局部肿瘤微环境（TME）的近端调控者。综上，瘤内微生物群是肿瘤生物学行为的主动参与因素。
7 新兴微生物组策略与未来方向
本叙述性综述强调了肠道微生物组如何调控TNBC生物学行为及治疗反应。较高的微生物多样性及产SCFA细菌支持抗肿瘤免疫并改善治疗结局，而肥胖、饮食及抗生素等因素导致的菌群失调则促进免疫抑制性TME，降低治疗有效性。基于此框架，三种互补策略可利用微生物组洞见服务于TNBC管理。第一种聚焦于饮食调整，这是可及性最高的干预方式。高纤维饮食已被证实可扩增产SCFA类群、增强肠屏障完整性、减少全身炎症并潜在改善抗肿瘤免疫反应。尽管针对TNBC的饮食临床试验仍有限，但该策略具有机制基础并得到流行病学与转化证据的支持。研究人员所在中心正在开展早期TNBC的结构化高纤维饮食干预研究，同步监测微生物组组成、情绪、活动量、复发及生存情况。第二种策略聚焦更直接的微生物组干预，包括益生菌与粪菌移植（fecal microbiota transplantation, FMT）。这些方法旨在恢复有益微生物功能并提升癌症治疗（尤其是免疫治疗）的反应性。TNBC微生物组文献综述指出这些策略前景广阔，但支持证据多为临床前研究或外推自其他癌种。现有证据表明FMT在癌症治疗中安全性与可行性良好，但仍缺乏TNBC特异性随机试验数据。因此，益生菌、益生元及FMT在TNBC中仍处于实验阶段，需经设计良好的临床研究验证后方可纳入标准实践。第三种策略直接靶向瘤内微生物组，可与肠道聚焦策略协同增效。这包括兼具抗菌与抗癌活性的纳米平台抗菌剂、旨在激活树突状细胞对抗肿瘤定植病原体的细菌疫苗，以及可实现瘤内致病微生物精准靶向的噬菌体疗法。基因工程菌也被探索作为直接向肿瘤递送免疫刺激载荷的载体。这些策略共同旨在降低化疗耐药、减轻治疗毒性并增强免疫治疗效果，特别是通过增强CD8+T细胞活化及强化PD-L1阻断。第四类应用是将微生物谱与影像学、免疫学及代谢数据整合，开发预测性生物标志物。其他癌症的证据表明，基线微生物组成可预测免疫治疗疗效及治疗相关毒性。微生物组研究也为治疗期间的风险防控提供依据：不必要的抗菌药物暴露会破坏微生物多样性并改变治疗结局。因此，避免不必要的抗生素使用是保护微生物多样性并潜在提升治疗反应性的最直接可行策略，凸显了抗生素管理在优化肿瘤诊疗中的重要意义。
8 局限性与安全性考量
尽管机制依据充分，但刻意的微生物组调控尚未被证实可切实改善TNBC结局，且存在若干方法学局限。首先，现有研究多为关联性、异质性研究，受限于小样本量与横断面设计。研究间患者人群（分期、年龄、基因组祖先、合并症及治疗背景的差异）、新辅助化疗与免疫治疗方案（不同细胞毒性药物及免疫组合对肠道微生物组的影响各异）及微生物组采样方法（粪便、黏膜或瘤内采样）与测序平台的差异引入了技术变异性，使跨队列直接比较困难。此外，饮食、体重指数、既往抗生素使用、代谢合并症及社会经济学因素等混杂变量未被统一记录，而这些因素独立影响微生物组组成及癌症结局。未来的进展需要严格设计的TNBC特异性前瞻性临床试验，采用标准化微生物组采集流程，并将微生物组科学与免疫学、代谢学及健康公平研究整合，以识别可改善这一侵袭性疾病结局的可调控通路。微生物组靶向干预（如FMT与益生菌）存在重要的临床风险，尤其对于化疗期间常处于免疫抑制状态的TNBC患者。FMT存在菌血症风险，可导致脓毒症甚至死亡，还可能介导供体至受体微生物组的抗生素耐药基因转移，引发长期耐药担忧。因此，供体筛查、标准化制备流程及严格的患者选择标准至关重要。免疫抑制患者使用益生菌也存在菌血症或真菌血症风险，尤其是中心静脉置管或黏膜屏障破坏患者使用乳杆菌属（Lactobacillus）时。这些安全性考量强调，在TNBC场景中常规推荐这些策略前，需开展专门的临床试验并配备适当的不良事件监测。
9 结论
肠道微生物组正成为TNBC风险及系统治疗反应的关键且可调控的决定因素。TNBC患者常表现出独特的肠道及肿瘤微生物特征，以α多样性降低及促炎类群富集为典型表现。较高的微生物多样性及产SCFA类群的富集与更好的 chemo-immunotherapy 反应、更具炎症性的TME及更佳的生存相关。微生物组靶向策略（包括高纤维饮食、益生菌、粪菌移植及整合性生物标志物平台）为提升治疗有效性提供了前景广阔的途径。正在开展及未来的试验（包括结构化饮食干预及微生物组-免疫治疗联合）将至关重要，以确定刻意调控微生物组能否转化为TNBC患者的实际结局改善。在这些数据可用之前，谨慎的抗生素管理是TNBC诊疗中最具现实意义的实践启示。将微生物组科学整合入TNBC研究与临床路径，有望扩展治疗有效性并改善这一亟需更高效、更公平治疗的乳腺癌亚型的临床结局。
