Cell重磅发现：运动能抗癌，关键在于肠道菌群

撰文丨王聪

编辑丨王多鱼

排版丨水成文

众所周知，久坐不动的生活方式是导致癌症的一个主要风险因素。而运动可降低患癌风险、延长癌症患者生存期并提高癌症治疗效果，因此被推荐作为标准护理治疗手段。

运动可以抑制多种临床前癌症模型中的肿瘤生长，并增强免疫检查点抑制剂（ICI）的疗效，但其潜在机制尚不清楚，尤其是在黑色素瘤中。观察性研究显示，运动能够改变小鼠以及人类肠道微生物组的组成。环境因素（例如益生菌、抗生素和饮食）引发的肠道微生物群变化，对小鼠和人类癌症的发生发展有着至关重要的影响。然而，运动引起的肠道微生物组变化是否在运动促进抗肿瘤免疫的能力中发挥作用，此前从未得到过检验。

2025 年 7 月 9 日，匹茨堡大学医学院联合威斯康星大学麦迪逊分校、清华大学等机构的研究人员，在国际顶尖学术期刊Cell上发表了题为：Exercise-induced microbiota metabolite enhances CD8 T cell antitumor immunity promoting immunotherapy efficacy 的研究论文。

该研究表明，运动通过诱导肠道微生物代谢产物甲酸盐，增强 CD8 T 细胞的抗肿瘤免疫，从而提高癌症免疫治疗效果。

论文通讯作者、匹兹堡大学医学院助理教授MarliesMeisel表示，我们早已知晓运动能够增强癌症免疫疗法的效果，也知道运动能够改变小鼠以及人类的肠道微生物组。而这项研究将这些点串联起来，展示了运动引起的肠道微生物组变化如何通过甲酸盐增强免疫系统并提高免疫疗法的效果。这些发现为靶向肠道微生物组的新治疗策略打开了大门。

运动可以提高免疫检查点抑制剂（ICI）在黑色素瘤等癌症中的治疗效果；然而，运动介导的这种抗肿瘤效应的具体机制，目前仍不清楚。

在这项最新研究中，研究团队在临床前黑色素瘤模型中探索了运动、肠道微生物组和抗肿瘤免疫之间的关联，发现了肠道微生物组在运动改善免疫检查点抑制剂对黑色素瘤的治疗效果方面发挥了关键作用。

研究团队发现，驱动这种抗肿瘤效应的并不是肠道微生物本身，而是其代谢产物。他们使用一种名为SLIDE的机器学习工具，来分析代谢通路，进而确定了肠道微生物的代谢产物甲酸盐（formate）是关键因素。进而提出了运动通过诱导肠道微生物代谢产物发挥抗肿瘤功能并提高免疫检查点抑制剂疗效的新机制。

具体来说，运动能够刺激肠道微生物的一碳代谢，提高代谢产物甲酸盐的水平，进而增强细胞毒性 CD8 T 细胞（Tc1）介导的免疫检查点抑制剂（ICI）的抗肿瘤效果。研究团队进一步证实，肠道微生物产生的甲酸盐在体外足以增强 Tc1 细胞的命运，并在体内促进肿瘤抗原特异性 Tc1 免疫。

从机制上来说，研究团队确定了，在体外，转录因子Nrf2是甲酸盐驱动的 Tc1 功能增强的关键介质，在体内，Nrf2也是运动介导的抗肿瘤效应的关键参与者。

接下来，研究团队发现，高产甲酸盐的人体肠道微生物增强了肿瘤抑制作用并促进强大的抗肿瘤 Tc1 免疫反应，这表明了人体肠道微生物产生的甲酸盐可作为增强的 Tc1 细胞介导的抗肿瘤免疫的潜在生物标志物，并支持了其在驱动黑色素瘤抑制中的功能作用。

该研究的核心发现：

• 运动诱导的微生物甲酸盐可增强免疫检查点抑制剂的疗效；

• 微生物群产生的甲酸盐对于运动介导的抗肿瘤效应至关重要；

• 甲酸盐通过 Nrf2 增强抗肿瘤免疫；

• 高产甲酸的人类肠道微生物增强抗肿瘤 CD8 T 细胞免疫反应。

总的来说，这项研究强调了肠道微生物在介导运动驱动的免疫检查点抑制剂（ICI）治疗增强中的关键作用，并确定了甲酸盐是改善癌症免疫治疗的一个有前景的代谢靶点。这项研究为未来旨在开发结合运动和微生物代谢产物的治疗策略的研究奠定了合理的机制基础，以评估微生物来源的 Nrf2 激动剂（例如甲酸盐）在免疫检查点抑制剂耐药的癌症患者中的临床抗肿瘤疗效。

最后，论文通讯作者、匹兹堡大学医学院助理教授MarliesMeisel表示，鉴定出一种能够模拟运动的抗肿瘤效果的特定细菌代谢产物真的非常令人兴奋。未来，甲酸盐或许可以作为一种辅助疗法，用来提高免疫检查点抑制剂对于免疫检查点抑制剂无响应患者的疗效。

论文链接：

https://www.cell.com/cell/abstract/S0092-8674(25)00684-1