■微生物组对癌症的影响
英纽林 今天
导读:人体微生物组 , 指的是生活在人体内和人体表面的所有微生物 。它可以影响宿主生物学的许多方面:营养吸收、药物代谢、炎症、甚至行为等 。当然 , 也包括癌症的发生、发展以及人体对癌症疗法(如癌症免疫疗法)的反应等 。这篇发表在Trends in Cancer的观点文章详细解释了人体微生物系统与癌症系统的相互作用 , 帮助我们理清微生物菌群-癌症-癌症疗法之间的关系 。
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致癌病毒和微生物组
Rous于1911年发现病毒可以引起鸡的肉瘤 , 这是首次将微生物与癌症联系起来 。而随后的一些研究发现 , 能够引起人类癌症的病毒或可帮助预防癌症 。如针对乙型肝炎病毒和人乳头瘤病毒(HPV)的疫苗 , 成功地预防了这些病毒引起的癌症-肝细胞癌和宫颈癌 , 这也进一步证明了微生物与癌症之间的联系 。
目前 , 微生物组研究中大多数都是关于细菌的 , 研究病毒的较少 。但是 , 其他微生物也可能参与到病毒引起的癌症的进展中 。一项针对波多黎各女性的研究表明 , 宫颈鳞状上皮内病变以及人乳头瘤病毒HPV 感染会显著改变细菌和真菌的组成 。而定植于宿主和环境交界处的宫颈阴道微生物组的变化 , 可能会影响人体对宫颈癌的易感性 。
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微生物在癌症中的双重作用
说起微生物致癌最著名的要属幽门螺旋杆菌了 , 约90%的胃癌都是由它导致的 。然而 , 在幽门螺旋杆菌导致人类胃癌的同时 , 又被认为是胃微生物组的正常组成成分 , 可以在人与人之间传播 , 且与人类共同进化 。幽门螺旋杆菌的定殖可能有益于人类健康 , 研究显示 , 去除幽门螺旋杆菌会增加许多疾病的风险 , 比如严重的胃食管反流病及其后遗症、Barrett食管炎和食管腺癌 。它还可以预防哮喘、多发性硬化症和炎性肠病(IBD)等 。
有害与有利的区别可能在于由微生物引起的炎症类型 。如IBD是一种慢性肠道炎症 , 可改变肠腔内微生物组成 , 即导致革兰氏阴性菌富集 。而IBD 患者罹患结直肠癌的风险较高可能就是由于肠腔内的一些细菌(如pks+大肠杆菌)会促进癌症的发生 。与此相反 , 微生物引起的炎症也可以用来对抗癌症 , 如卡介苗(BCG) , 一种由牛分枝杆菌减毒菌株制备的疫苗 , 是治疗膀胱癌最成功的生物疗法之一 。
微生物组通过代谢对癌症的间接影响
肠道微生物群通过影响营养物质和代谢物循环水平 , 间接对宿主的生理活动和癌症的发生发展产生作用 。饮食中或者由宿主释放的代谢物进入肠道 , 被肠道微生物转化 。这些新的代谢产物被宿主吸收或重吸收后进入了循环系统 , 可以到达远端组织并影响那里的癌症进展 。如肝癌患者肠道共生微生物可以将一级结构的胆汁酸代谢为二级结构的胆汁酸 , 二级结构的胆汁酸可以再循环 , 并调节自然杀伤T细胞向肝癌细胞募集 。
抗生素可以破坏肠道微生物组 , 影响血浆中代谢物水平 , 从而影响远端癌症组织 。如使用抗生素会通过破坏微生物组间接影响的两种代谢物——三甲胺 N-氧化物和甜菜碱 , 这两种代谢物会对小鼠腹腔的巨噬细胞产生影响 , 改变其表型 , 并影响与动脉粥样硬化相关的标志物 。
肠道微生物组还可能影响中枢神经系统、情绪和行为 , 并对癌症产生影响 。大脑的奖励系统是情绪过程中的关键回路 , 可以增强抗肿瘤免疫反应 。在最近一项小鼠的研究中 , 用化学遗传学手段激活大脑的奖励系统可以缩小肺部的肿瘤 。
此外 , 有些药物会影响奖励系统 , 而微生物组可能会影响宿主对这些药物的反应 。因此 , 微生物组原则上可以通过改变宿主的心理状态 , 来增强宿主的抗肿瘤免疫 , 并间接减缓癌症的进展 。基于这一原则的癌症疗法 , 在今天看来似乎是可望而不可即的 , 但益生菌用于减轻疼痛的功能 , 即利用益生菌直接或间接增强止痛剂如阿片类药物的作用正在研究中 。
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