詹啟敏院士團隊：腸菌代謝活躍性竟主導癌癥化療反應，靶向菌群調控或可提升療效

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前言

人體腸道內棲息著數百種微生物，它們不僅參與營養消化，還影響免疫和健康狀態。近年來，研究發現腸道菌群與癌癥治療反應密切相關。

在臨床中，同樣的化療方案在不同直腸癌患者身上效果差異明顯：部分患者能達到完全緩解，而另一些患者療效不佳。

針對這一問題，中國工程院院士詹啟敏及其團隊開展研究，并在國際頂尖期刊《Cancer Cell》上發表成果。

研究納入了79名局部晚期直腸癌患者，采集新輔助放化療前的糞便樣本，利用16S rRNA測序和代謝組學分析菌群組成及代謝活性。

結果顯示，腸道菌群的代謝活躍性與化療反應呈顯著相關。

這一發現首次將腸道菌群代謝狀態與化療效果直接聯系，為預測療效和未來個體化治療提供了科學依據。

01高活性菌群如何影響癌細胞耐受性

研究進一步分析發現，化療效果不佳的患者體內特定菌株，如Bacteroides vulgatus豐度更高。

這些菌群通過促進核苷酸合成，提高癌細胞DNA修復效率，從而降低對放化療的敏感性。

代謝組學數據顯示，完全緩解組（CR）患者血液和腫瘤微環境中的核苷酸水平低于非完全緩解組（non-CR），并與腸道菌群代謝活躍性呈正相關。

▲圖示摘要。

同時，CR組腸道菌群多樣性較高，代謝活躍度適中；而non-CR組菌群代謝活躍度高但多樣性偏低。

這說明，菌群結構和代謝狀態共同決定癌細胞對化療的敏感性。

換句話說，同樣的化療方案在不同患者身上效果差異，部分原因正是腸道菌群代謝狀態的不同，為個體化治療提供了科學依據。

0279名患者數據揭示微生態調控潛力

在79名患者樣本分析中，non-CR組的核苷酸代謝相關酶表達顯著升高（p<0.05），而CR組酶表達較低，腫瘤對化療更敏感。

統計顯示，菌群多樣性指數與化療反應呈正相關，而核苷酸代謝活躍性與非完全緩解呈正相關。

進一步的代謝組學分析發現，核苷酸水平與癌細胞DNA修復能力呈正相關，提示腸道菌群通過代謝產物間接調控癌細胞耐受性。

結合微生物組數據，研究人員提出，通過調控特定菌群或其代謝活性，有可能提升患者對化療的敏感性。

這一發現為未來精準治療提供了數據支撐。通過個體化微生物組分析，可預測化療反應，為醫生制定個性化化療方案提供科學依據。

033種潛在干預策略與可執行路徑

研究顯示，通過調控腸道菌群代謝活躍性，可以提升化療敏感性。具體策略包括：

?靶向菌群干預：通過益生菌或益生元調節脆弱擬桿菌屬豐度，降低核苷酸代謝高活性菌群比例。

?代謝干預：使用嘌呤或嘧啶合成抑制劑，如Brequinar和Mycophenolic acid，減少癌細胞獲取核苷酸的能力，從而增加化療效果。

?阻斷核苷酸攝取：利用NBMPR等核苷酸轉運抑制劑限制癌細胞利用外源核苷酸，進一步提升療效。

▲局部晚期直腸癌患者放化療后糞便微生物群的改變。

結合微生物組分析，醫生可在治療前評估菌群代謝活躍性，為患者設計個性化化療方案，實現精準治療。這為臨床提供了可執行路徑，不再只是理論假設。

04腸菌調控開啟精準化療新時代

研究明確指出，腸道菌群代謝活躍性直接影響直腸癌患者的化療反應。

數據表明，特定菌株的核苷酸代謝水平與完全緩解率呈負相關，提示調控這些菌群可改善化療敏感性。

未來，將腸道菌群分析與化療方案結合，可實現更科學、可執行的精準治療，為患者提供新的輔助路徑。

同時，這也為腸道微生態研究開辟了新方向，為理解癌癥治療耐受性和個體化策略提供了基礎。

注明參考文獻

Gut microbiota-mediated nucleotide synthesis attenuates the response to neoadjuvant chemoradiotherapy in rectal cancer

Huajing Teng，Yan Wang，Qimin Zhan……

DOI：10.1016/j.ccell.2022.11.013

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