共生光滑奈克酵母菌（Nakaseomyces glabratus）迁移至前列腺肿瘤并加速癌症进展

《Nature Cancer》：Commensal Nakaseomyces glabratus migrates into prostate tumors to accelerate cancer progression

　　

近期研究表明，肠道真菌组（gut mycobiota）在多种肿瘤中发挥关键作用。然而，共生真菌对前列腺癌发生和进展的贡献仍研究不足。研究人员发现，光滑奈克酵母菌（Nakaseomyces glabratus）在去势抵抗性前列腺癌（castration-resistant prostate cancer, CRPC）患者的粪便、血液和肿瘤样本中富集，并与患者较差的总生存期相关。对去势小鼠口服N. glabratus可通过促进多形核髓源性抑制细胞（polymorphonuclear myeloid-derived suppressor cells, PMN-MDSCs）的浸润和活化加速癌症进展。机制上，雄激素剥夺治疗（androgen deprivation therapy, ADT）增加肠道通透性，导致N. glabratus从肠道渗漏至肿瘤部位，并通过Dectin-2受体激活PMN-MDSCs。用负电荷肠道水凝胶治疗小鼠可阻断N. glabratus向肿瘤的易位，减少肿瘤内PMN-MDSCs的浸润和活化。总而言之，这些发现揭示N. glabratus的肠道-肿瘤易位通过增强肿瘤免疫抑制微环境，促进前列腺癌的内分泌治疗抵抗。

**研究背景与科学问题**

前列腺癌（prostate cancer, PCa）患者常接受糖皮质激素联合抗雄激素治疗和雄激素受体通路抑制剂（androgen receptor pathway inhibitors, ARPIs），该方案可增加真菌感染易感性。既往宏基因组研究已在多种实体瘤中检出真菌，但前列腺癌中肠道真菌组的改变及其在肿瘤进展和内分泌抵抗中的作用仍不明确。雄激素剥夺治疗（androgen deprivation therapy, ADT）如何影响真菌组、肠道真菌能否迁移至肿瘤以及其机制均属空白。该论文发表在《Nature Cancer》上，研究人员系统回答了这些问题。

**研究人员开展的研究与总体结论**

研究人员在激素敏感性前列腺癌（HSPC）和去势抵抗性前列腺癌（CRPC）患者粪便、血液及肿瘤样本中检测到N. glabratus DNA，并发现在CRPC中其与患者总生存期较差相关。体内实验显示，口服N. glabratus可加速去势（castrated, CTX）小鼠前列腺肿瘤生长并缩短生存期。机制上，ADT增加肠道血管屏障通透性，使肠道N. glabratus易位至肿瘤，通过Dectin-2受体激活PMN-MDSCs，促使其产生activin A，进而增强肿瘤免疫抑制微环境并驱动PCa进展。负电荷肠道水凝胶可阻断该过程并抑制肿瘤生长。

**关键技术与方法**

研究人员利用内转录间隔区（internal transcribed spacer, ITS）测序和全宏基因组鸟枪测序分析患者粪便真菌组；采用TRAMP-C1同系移植瘤和Pten^pc?/?基因工程小鼠模型进行体内功能实验；借助流式细胞术、单细胞RNA测序（scRNA-seq）、RNA测序、T细胞抑制实验、FITC-葡聚糖通透性测定、免疫荧光、PCR及Sanger测序验证真菌检出和机制；利用Dectin-1/Dectin-2敲除、骨髓嵌合和Inhba条件敲除小鼠明确信号通路；并以负电荷肠道水凝胶进行干预验证治疗概念。样本包括HSPC（n=10）、CRPC（n=21）粪便、91例CRPC粪便、31例健康供者和102例PCa患者血液、14例CRPC冷冻肿瘤活检。

**主要研究结果**

*PCa患者粪便中检出共生N. glabratus*：ITS测序显示CRPC患者肠道中N. glabratus、巴西曲霉（Aspergillus brasiliensis）和粘红酵母（Rhodotorula mucilaginosa）富集。Cox回归和Kaplan–Meier生存分析显示N. glabratus存在与CRPC患者更差的总生存期相关。PCR在患者血液中检出N. glabratus DNA，并在14例CRPC冷冻肿瘤活检中的2例（14.3%）检出该真菌DNA；Sanger测序证实扩增产物并非实验室菌株污染。

*给予N. glabratus增加PMN-MDSC浸润和免疫抑制功能*：在TRAMP-C1和Pten^pc?/?肿瘤模型中，口服N. glabratus在去势小鼠中显著增加肿瘤内CD11b⁺Ly6G⁺Ly6C^int PMN-MDSCs浸润。用anti-Ly6G抗体清除PMN-MDSCs可逆转N. glabratus的促肿瘤效应。离体T细胞抑制实验显示N. glabratus增强PMN-MDSCs抑制T细胞增殖的能力，并上调骨髓来源MDSC中Nos2和Arg1等免疫抑制基因表达。

*N. glabratus通过Dectin-2激活PMN-MDSCs*：scRNA-seq显示Clec4n（编码Dectin-2）在PMN-MDSCs中高表达。siRNA敲低和基因敲除实验表明，Dectin-2缺失可阻断N. glabratus诱导的SYK、P38和ERK磷酸化，降低Nos2和Arg1表达及免疫抑制活性。甘露聚糖处理可模拟真菌效应。在Clec4n^?/?骨髓嵌合小鼠中，N. glabratus的促肿瘤作用和PMN-MDSC募集效应均减弱。

*Dectin-2介导的PMN-MDSCs产生activin A促进PCa进展*：RNA-seq和ELISA显示N. glabratus处理上调骨髓来源MDSC中activin A（由Inhba编码）的表达。N. glabratus处理后的MDSC条件培养基可促进TRAMP-C1细胞增殖及AR靶基因表达，而activin受体抑制剂A83-01可阻断该效应。重组activin A促进AR阳性人源前列腺癌类器官MSKPCa8生长。Inhba^fl/flLyz2^Cre+小鼠中敲除髓系activin A后，N. glabratus的促瘤作用显著减弱。患者转录组数据亦显示INHBA在原发和转移性CRPC中高表达，并与较差生存相关。

*肠道来源的瘤内N. glabratus促进癌症进展*：口服GFP标记的N. glabratus仅在去势小鼠肿瘤中检出，且与Ly6G⁺细胞共定位。皮下注射N. glabratus可直接模拟口服促瘤效应。抗真菌药氟康唑可逆转口服N. glabratus的促瘤作用并减少PMN-MDSC浸润；热灭活真菌则无此效应，提示活菌及其肿瘤内定位是关键。

*雄激素维持肠道屏障稳态*：去势小鼠肠道通透性增加，回肠中Claudin-1、occludin和Muc2表达下调；双氢睾酮（dihydrotestosterone, DHT）处理可恢复肠道屏障分子表达并降低通透性。负电荷炎症靶向肠道水凝胶（IT-hydrogel）可减少N. glabratus从肠道向肿瘤的易位，抑制去势小鼠肿瘤生长并降低瘤内PMN-MDSC浸润。

**讨论与结论**

讨论部分指出，N. glabratus作为一种疾病修饰型共生微生物，在ADT造成的肠道屏障受损条件下从肠道迁移至前列腺肿瘤，通过Dectin-2识别真菌细胞壁甘露聚糖激活PMN-MDSCs，并诱导activin A产生，从而增强AR信号和肿瘤免疫抑制微环境。该研究提示IT-水凝胶可能通过阻断真菌易位而发挥治疗作用，与MDSC抑制剂联合可能具有协同潜力。研究结论为：肠道N. glabratus在ADT作用下易位至肿瘤，经Dectin-2–activin A轴增强PMN-MDSCs的免疫抑制功能，进而促进前列腺癌进展和内分泌治疗抵抗。