腸道微生物群在結(jié)直腸癌病因發(fā)病機(jī)制中的作用有哪些？
小楊 / 2024-08-01 09:30:06
百歐博偉生物：年齡、家族史、炎癥性腸病（IBDs）及飲食和體力活動(dòng)水平等生活方式因素都是CRC的重要風(fēng)險(xiǎn)因素。近年來，越來越多的證據(jù)表明微生物組在結(jié)直腸癌的多個(gè)方面發(fā)揮著重要作用。微生物組是人體內(nèi)部和表面所有微生物的集合，對(duì)維持健康和調(diào)節(jié)疾病易感性至關(guān)重要。然而，抗生素使用、慢性炎癥等因素可破壞這一平衡，導(dǎo)致腸道失調(diào)，與多種疾病相關(guān)。微生物組在癌癥研究中的作用日益受到重視，特別是在結(jié)直腸癌的發(fā)生發(fā)展中。通過先進(jìn)的元基因組學(xué)技術(shù)，能夠深入理解微生物如何影響腫瘤形成和腫瘤微環(huán)境，揭示了腫瘤內(nèi)微生物的多樣性及其在癌癥發(fā)展中的潛在角色。這些發(fā)現(xiàn)為癌癥的預(yù)防和治療提供了新的視角和策略。
2024年，《Annual Review of Physiology》雜志發(fā)表了題為《The Role of the Microbiome in the Etiopathogenesis of Colon Cancer》一文，深入理解腸道微生物群與結(jié)直腸癌（Colorectal Cancer, CRC）之間的復(fù)雜關(guān)系。闡述了腸道微生物群在CRC發(fā)展中的多方面作用，包括直接影響腫瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)化、通過代謝產(chǎn)物影響宿主信號(hào)通路、調(diào)節(jié)腫瘤微環(huán)境以及與癌癥治療的相互作用等。
研究設(shè)計(jì)
該研究是一項(xiàng)綜合性文獻(xiàn)綜述，旨在探討腸道微生物群在結(jié)直腸癌發(fā)病機(jī)制中的作用。研究通過搜集和分析近年來的臨床和基礎(chǔ)研究文獻(xiàn)，系統(tǒng)地梳理了腸道微生物群與CRC之間的相互作用機(jī)制。
內(nèi)容概述
微生物群對(duì)腫瘤發(fā)生的直接影響
研究表明，特定的腸道微生物種類，如產(chǎn)毒性
大腸桿菌（pks+ E. coli），可通過其產(chǎn)生的colibactin引起DNA損傷，形成DNA交叉鏈接和雙鏈斷裂，導(dǎo)致結(jié)直腸上皮細(xì)胞的基因突變，從而促進(jìn)腫瘤的發(fā)生。在超過5000名患者的泛癌隊(duì)列中，約有100名CRC患者檢測(cè)到了與colibactin產(chǎn)生相關(guān)的特定突變簽名。
微生物群與宿主信號(hào)通路的相互作用
Wnt/β-catenin信號(hào)通路在細(xì)胞增殖和分化中起著關(guān)鍵作用，其失調(diào)與多種癌癥的發(fā)展有關(guān)。某些腸道細(xì)菌代謝產(chǎn)物，如次級(jí)膽汁酸和短鏈脂肪酸（SCFAs），能夠激活Wnt/β-catenin信號(hào)通路，影響CRC的發(fā)展。此外，NF-κB信號(hào)通路的激活，作為炎癥的正向調(diào)節(jié)因子，也在CRC中起到關(guān)鍵作用，多種細(xì)菌產(chǎn)物，包括脂多糖（LPSs），能夠激活NF-κB信號(hào)，促進(jìn)炎癥和腫瘤發(fā)生。
微生物群對(duì)腫瘤微環(huán)境的調(diào)節(jié)作用
在腫瘤微環(huán)境中，腸道微生物群通過改變免疫細(xì)胞的招募、激活和功能，形成免疫抑制和促腫瘤的微環(huán)境。例如，F(xiàn)usobacterium nucleatum能夠通過其粘附素FadA激活Wnt/β-catenin信號(hào)通路，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的增殖。此外，微生物群還影響腫瘤相關(guān)成纖維細(xì)胞和細(xì)胞外基質(zhì)組分的功能和組成，為CRC創(chuàng)造一個(gè)免疫抑制和促腫瘤的微環(huán)境。
微生物群衍生代謝物對(duì)癌癥細(xì)胞代謝的重塑
癌癥細(xì)胞的代謝重編程是其特征之一，而腸道微生物群產(chǎn)生的小分子和化合物對(duì)癌癥代謝有顯著影響。例如，丁酸鹽作為一種腸道細(xì)菌代謝產(chǎn)物，對(duì)CRC具有復(fù)雜的促癌和抗癌活性。在高葡萄糖環(huán)境下，丁酸鹽能夠通過抑制組蛋白去乙?；福℉DAC）誘導(dǎo)癌細(xì)胞凋亡，而在低葡萄糖環(huán)境下，丁酸鹽則可能促進(jìn)癌細(xì)胞的代謝和增殖。
微生物群與癌癥治療的相互作用
微生物群不僅影響癌癥的發(fā)生和發(fā)展，還可能影響癌癥治療的效果。例如，丁酸鹽能夠通過G蛋白偶聯(lián)受體（如GPR109a）發(fā)出信號(hào)，影響免疫細(xì)胞的活性，進(jìn)而可能影響免疫檢查點(diǎn)阻斷療法的效果。此外，某些微生物代謝產(chǎn)物，如多胺，通過微生物群和宿主細(xì)胞間的代謝循環(huán)，可能為癌細(xì)胞提供保護(hù)，抵御細(xì)胞死亡。
總結(jié)討論
討論部分，未來研究需要進(jìn)一步探索腸道微生物群與CRC之間的因果關(guān)系，以及如何將這些知識(shí)轉(zhuǎn)化為臨床實(shí)踐中的預(yù)防和治療策略。此外，考慮到腸道微生物群的個(gè)體差異，未來的研究還需要考慮如何個(gè)性化地調(diào)整治療方案，以適應(yīng)不同患者的微生物群特征。
綜上所述，本文為我們理解腸道微生物群在結(jié)直腸癌中的作用提供了深刻的見解，并為未來的研究方向和臨床應(yīng)用指明了道路。隨著對(duì)腸道微生物群與腫瘤相互作用機(jī)制的進(jìn)一步闡明，我們有望開發(fā)出更為精準(zhǔn)和有效的CRC防治策略。
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