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《Cell》揭秘:粪菌移植(FMT)助力肿瘤患者长期生存

 元奥生物 2022-08-08 发表于北京

据国际癌症研究机构的权威数据显示,2020年中国癌症的新发病例约456万,同年癌症死亡病例约300万例。

癌症的死亡率如此之高,大多数人仍视其为绝症,不得不“谈癌色变”。

被称作“癌中之王”的胰腺癌患者的五年生存率更是不足9%。

然而,有一小部分较“幸运”的胰腺癌患者,生存率远超过预期的五年,甚至超过了十年,他们是怎么做到的呢?

01

肠道菌群多样性高,癌症患者生存期长

2019年,权威杂志《Cell》上发表了一篇文章,重点研究了生存时间长度不同的胰腺癌患者,他们的区别到底在哪里。

该实验对患者的肿瘤组织内的微生物多样性、免疫系统进行研究,结果发现:长存活期(平均9.66年)的患者,相比于短存活期(平均1.66年)的患者,其肿瘤微生物alpha多样性明显更高。

所谓alpha多样性,通俗来说即每个肿瘤样本中有多少种菌群。

图片来源:2019 The University of Taxes MD Anderson Cancer Center

该文章给出结论:胰腺肿瘤组织内的微生物,与肠道内微生物密切相关。

这些微生物会影响宿主的免疫反应,进而影响疾病的发生与结局。

图片来源:Cell. 2019

那么,为什么肠道菌群这么神奇,竟然可以延长患者生存时间呢?

文章中有进一步的解释。

02

肠道菌群促进免疫系统激活

科学家针对肠道菌群与癌症患者生存期的关系做了进一步研究。研究人员有三点发现:

1.胰腺癌患者体内,肿瘤组织的菌群与肠道内菌群非常相似;

2.长生存期的患者的肿瘤组织内,肠道菌群多样性好于短生存期的患者;

3.长生存期的患者的肿瘤组织内,肠道菌群毒性T细胞的密度明显高于短生存期患者。

接下来,研究人员进行了下一步试验。他们将胰腺癌患者的菌群移植到胰腺癌小鼠的肿瘤组织。

结果发现:接受了长期生存患者的肠道菌群移植的小鼠,其肿瘤组织内的CD8+T细胞被大量激活,这些小鼠的生存时间也显著延长。

综合以上发现,作者给出最终的结论:

肠道菌群可以影响肿瘤组织内的菌群,进而促进免疫系统激活,与其他治疗方法联合应用时可以使治疗效果更好,患者生存期显著延长

此外,2020年10月发表于Front Cell Infect Microbiol上的一篇文章进一步解释了肠道菌群为什么会对胰腺癌患者的治疗效果产生影响。

首先,研究人员发现了一些特定肠道菌群可以改变肿瘤内部的菌群,继而在肿瘤内部产生特定的酶,影响到药物疗效,最终影响到癌症患者的生存期

该文章还解释说,肠道菌群的代谢产物还可以影响免疫和炎症反应。若是正常的肠道菌群被破坏则可能导致患者患糖尿病、肥胖等,使治疗的预后变差。

03

肠道菌群移植,可延长肿瘤患者生存期

既然胰腺癌小鼠在接受长生存期患者的肠道菌群移植,生存期显著延长,那么我们是否可以将肠道菌群移植用于癌症患者呢?

肠道菌群移植,又叫粪菌移植。即把健康的肠道菌群移植到患者体内,以达到加强治疗效果的目的。

在肿瘤的治疗中,它可以作为辅助治疗的手段,通过增强免疫反应,进而为其他治疗方式助力,从而更好地控制肿瘤。相关的临床证据已有很多:

2018年Bertrand Routy等人在权威科学杂志《Science》上发表文章,证实了肠道菌群移植对于癌症患者治疗效果的影响:

PD-1药物疗效好的患者肠道菌群移植给无菌的癌症小鼠,小鼠的疗效较好。

将PD-1药物疗效不好的患者肠道菌群移植给无菌的癌症小鼠,小鼠的疗效较差。

同年,《Science》发表研究表示,对于使用PD-1药物的癌症患者,若肠道菌群多样性好,则疗效更好。

这些试验数据为肠道菌群移植作为辅助治疗手段提供了理论基础。3年后,在2021年,在《Science》的同一期上,相继两篇文章表明肠道菌群移植辅助癌症治疗,可以提高治疗效果,大大延长患者的寿命。

第一篇文章是10名晚期的黑色素瘤患者,他们原本使用免疫抑制剂都无效,但是经过肠道菌群移植后有3人治疗有效,其中更是有1名患者肿瘤完全缓解。

第二篇是由匹兹堡大学希尔曼癌症中心、美国国家癌症研究所联合发布,关于肠道菌群移植的临床试验数据,15名原本无论是使用化疗还是免疫治疗都无效的患者,行肠道菌群移植后, 6位患者对免疫治疗有反应,使得患者寿命大大延长。

肠道菌群移植的技术其实并不算新,它在其它很多疾病中早已有一席之地,例如肠道菌群紊乱、艰难梭菌引发的腹泻,甚至自闭症等等

而在癌症领域,近年来越来越多的证据表明,肠道菌群对于癌症患者的预后影响远超想象。

相关的临床试验今年已经陆续开展,随着肠道菌群治疗方法的不断优化和深入研究,癌症患者的生存时间有望大大延长。

参考文献:

1. Riquelme E, Zhang Y, Zhang L, et al. Tumor Microbiome Diversity and Composition Influence Pancreatic Cancer Outcomes. Cell. 2019;178(4):795-806.e12. doi:10.1016/j.cell.2019.07.008

2. Davar D, Dzutsev AK et al. Fecal microbiota transplant overcomes resistance to anti-PD-1 therapy in melanoma patients. Science. 2021 Feb 5;371(6529):595-602. doi: 10.1126/science.abf3363. PMID: 33542131.

3. Baruch EN, Youngster I, Ben-Betzalel G, et al. Fecal microbiota transplant promotes response in immunotherapy-refractory melanoma patients. Science. 2021;371(6529):602-609. doi:10.1126/science.abb5920

4. Li Q, Jin M, Liu Y, Jin L. Gut Microbiota: Its Potential Roles in Pancreatic Cancer. Front Cell Infect Microbiol. 2020;10:572492. Published 2020 Oct 7. doi:10.3389/fcimb.2020.572492

5. Gopalakrishnan V, Spencer CN, Nezi L, et al. Gut microbiome modulates response to anti-PD-1 immunotherapy in melanoma patients. Science. 2018;359(6371):97-103. doi:10.1126/science.aan4236

6. Routy B, Le Chatelier E, Derosa L, et al. Gut microbiome influences efficacy of PD-1-based immunotherapy against epithelial tumors. Science. 2018;359(6371):91-97. doi:10.1126/science.aan3706

元奥生物技术有限公司依托基因组学、微生物组学、生物信息学及各类疾病的临床研究,为专业医疗机构及特定个人提供肠道菌群检测、研究、制备、存储、配型、移植及定植的微生态完整解决方案。

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