药物、膳食和微生物:癌症前沿的肠道健康 MD Anderson在将微生物组见解与癌症治疗相结合方面处于领先地位，揭示了饮食干预如何改变患者的结果并推进精准医学。 所产生 自然研究定制媒体MD安德森

富含纤维的全食物饮食可能有助于增强免疫系统以对抗癌症。图片来源:地中海/盖蒂图片 “人体内的微生物基因比人类基因还多，”MD安德森癌症中心詹姆斯·p·艾利森研究所核心成员、外科肿瘤学和基因组医学教授詹妮弗·沃戈说。“当谈到我们的总基因组含量时，我们近99%是微生物，这些生物及其基因对正常的生理和疾病产生了巨大的影响。” 传统的癌症治疗通常依赖于使用药物来靶向异常信号通路或增强免疫反应。但在MD Anderson，研究人员正在开创一种整体方法，强调肠道微生物组在增强癌症治疗和预防方面的重要性——这种工作只有在该机构独特的研究环境下才有可能实现。 打开黄金内脏 十年前，当她与Ravid Straussman合作探索患者肿瘤中的基质细胞如何影响治疗耐药性时，邓艾开始了她的微生物组研究。当他们发现一种患者来源的细胞系反复诱导胰腺癌和结直肠癌细胞产生化疗耐药性时，他们的工作发生了重大转折。 “我们在人体组织中寻找分泌因子时走进了死胡同，”沃戈回忆道。“但在一次常规检查显示我们的细胞系被支原体污染后，我们问细菌是否对耐药性负责。”研究人员发现，从基质细胞中清除支原体可以逆转耐药性1，并揭示了癌组织与健康组织不同，含有γ原生菌，揭示了不同肿瘤微生物组的早期证据。 2013年，邓艾加入MD安德森公司，帮助领导黑色素瘤登月计划，这是该机构加速将科学发现转化为临床进展的合作努力的一部分。受肠道微生物组对免疫治疗作用的临床前研究的启发，她的团队研究了200多名转移性黑色素瘤患者开始免疫治疗时的微生物组。他们发现，那些肠道微生物群多样化的人，尤其是肠道球菌、粪肠杆菌和拟杆菌含量增加的人，治疗效果更好2，3。 沃戈现在领导MD安德森创新微生物组和转化研究平台（PRIME-TR），利用转化微生物组研究转变癌症疗法。该小组通过干预性研究推进该领域的发展，这些研究涉及减少不利微生物或用合理设计和有机组装的微生物生态系统取代肠道微生物群，以及粪便微生物群移植（FMT）以提高反应和降低毒性。 “我们正在解决围绕肠道和其他部位微生物群的几个大问题，以促进健康和结束癌症，”沃戈说。“我们正在与MD Anderson和世界各地的研究人员合作，推出基于微生物组的新策略，以提高免疫力和对癌症治疗的反应。”内脏信号，肿瘤秘密 作为一名最初接受免疫学和宿主防御培训的内科科学家，医学博士安德森的弗洛伦西亚·麦卡利斯特（Florencia McAllister）是临床癌症预防和胃肠医学肿瘤学副教授，他为了解肿瘤微生物组以及宿主和微生物之间的相互作用（从发病到治疗耐药性）做出了重大贡献。 “越来越多的证据表明，不仅仅是肠道，各种肿瘤中都存在微生物，”她解释道。“随着我们对微生物组及其与疾病和治疗反应的关系的了解，我们现在正在对这些关系进行机械理解，并将我们的发现转化为临床应用。” 麦卡利斯特和她的团队证明，具有更多不同肿瘤微生物群的胰腺癌患者术后效果更好。他们通过将这些患者的粪便微生物转移到小鼠体内，影响肿瘤生长并突出肠道-胰腺肿瘤交流，进一步验证了这一点。这一发现为麦卡利斯特目前领导的一项零期临床试验提供了信息，该试验旨在探索接受手术的胰腺癌患者的粪便移植。 在最近的一项研究4中，麦卡利斯特和他的同事们发现，改变肠道中一种被称为IL-17的特定免疫信号会破坏其微生物平衡。由于免疫反应的变化，这种破坏甚至会促使身体远处的肿瘤生长。这项研究以使用遗传模型、免疫谱和单细胞转录组分析而闻名，为微生物靶向癌症疗法提供了新的视角。 “我们的发现突出了IL-17途径和癌症治疗之间的复杂关系，”麦卡利斯特说。“抑制IL-17会破坏肠道微生物群并影响肿瘤控制工作。可能需要像FMT这样的策略来保持微生物平衡，为试验设计和肿瘤学家提供信息，特别是当患者对治疗的反应不如预期时。” 纤维修复 随着肠道微生物群在癌症治疗中的重要性得到认可，饮食已成为抗击疾病的新领域。流行病学副教授、MD安德森生物营养研究中心主任凯莉·丹尼尔-麦克杜格尔正站在将这一认识转化为可操作策略的前沿。她强调富含纤维的全食物饮食，并解释了改变微生物群如何增强人体对肿瘤的免疫反应。 “我专注于使用营养来帮助癌症患者，既让治疗更容易忍受，又改善他们的结果，”她说。“益生元食物，如坚果、豆类和全谷物，提供了可溶性和不溶性纤维、蛋白质和健康脂肪的混合物，它们共同作用以刺激微生物群。” 丹尼尔-麦克杜格尔和他的同事在MD安德森的基础工作基础上，正在测试特定的饮食干预措施，以操纵微生物组并影响治疗结果。该团队最近发现，在饮食中添加豆类食物（如菜豆）增加了微生物多样性，并丰富了维持肠道健康的细菌。他们还看到患者体内循环抗炎代谢物和免疫蛋白的平行变化。 丹尼尔-麦克杜格尔指出:“通过这些饮食干预措施，我们已经看到微生物组发生了快速变化。”“问题是，如果没有持续的支持，患者通常会恢复到原来的饮食习惯，然后微生物群也会恢复。饮食是我们患者健康的一个恒定因素，如果没有支持或监测，我们就会忽略健康结果中的一个重要变量和潜在盟友。”从洞察力到影响力 这些和许多其他研究人员的工作展示了MD Anderson通过合作科学推动转化研究的能力。“这是关于从我们的患者那里学习，将这些见解带回临床前模型，并实时应用这些知识，”沃戈说。“MD Anderson真正支持这种团队科学方法——它是关于打破孤岛，让每个人一起工作，并为他们提供推动有影响力的发现所需的工具和资源。” 对于麦卡利斯特来说，广泛的合作、庞大的患者群以及致力于深入理解和快速翻译的文化为MD安德森提供了无与伦比的研究机会。她将实验室的基础科学发现与临床见解相结合，计划继续将突破转化为对患者有影响的进步。 “我们刚刚开始区分肿瘤中的'过客’和稳定微生物，”麦卡利斯特说。“他们的动态受饮食和压力的影响，可以改变治疗反应。这一知识可以增强精准医疗，因为某些微生物可能会影响化疗或免疫治疗的效果。” 要了解更多关于MD安德森对癌症和微生物组的开创性研究，请单击此处。 参考 1.盖勒，L. T .等人《科学》357，1156-1160（2017年）。 谷歌学术 2.Gopalakrishnan，v .等人，《科学》359，97-103（2018年）。 谷歌学术 3.斯潘塞C等《科学》374卷1632-1640页（2021年）。 谷歌学术 4.斯潘塞C等《科学》374卷1632-1640页（2021年）。 谷歌学术 5.张，徐伟等。中国生物医学杂志2023年第98期第104873页。 谷歌学术