摘要:人体肠道里的万亿微生物组成的肠道菌群,并非只是 “消化帮手”,更是调控癌症免疫力和免疫治疗效果的关键角色。有害菌会帮肿瘤躲避免疫攻击,有益菌却能成为抗癌 “盟友”,甚至改善免疫治疗的疗效、减少副作用。本文将揭开肠道菌群与癌症免疫的神秘联系,聊聊科学家们如何利用菌群来优化癌症治疗。
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一、肠道菌群:人体里的 “免疫调节器”
我们的肠道里住着数万亿微生物,包括细菌、真菌、病毒等,它们组成的肠道菌群就像一个 “隐形器官”,不仅管消化,还牢牢掌控着免疫系统的 “开关”。
在癌症面前,肠道菌群的 “站队” 至关重要。如果肠道里致病性细菌占了上风,它们会破坏肠道屏障、引发慢性炎症,还会诱导免疫细胞 “躺平”,让肿瘤轻松躲过免疫监视,这就是免疫逃逸。比如具核梭杆菌、产肠毒素的脆弱拟杆菌,都是帮肿瘤 “作恶” 的 “坏家伙”。
相反,有益共生菌像是免疫系统的 “战友”,比如乳酸杆菌、双歧杆菌这类益生菌,能加固肠道屏障、激活抗肿瘤的免疫细胞,甚至还能当癌症治疗的 “辅助兵”,提升治疗效果。简单说,肠道菌群的平衡,直接决定了免疫系统是 “躺平” 还是 “奋起抗癌”。
二、有害菌:肿瘤的 “帮凶”,免疫的 “绊脚石”
有害菌搞破坏的手段可不少,从先天免疫到适应性免疫,全被它们拿捏得死死的。
首先,它们会拆毁肠道的 “防护墙”——肠道上皮屏障。比如产肠毒素的脆弱拟杆菌会分泌毒素,破坏肠道细胞间的紧密连接,让肠道变得 “漏洞百出”。这不仅会让细菌和毒素跑到全身引发炎症,还会激活体内的模式识别受体,触发核因子 κB 等致癌信号通路,给肿瘤生长 “铺路”。
在先天免疫层面,有害菌还会欺负自然杀伤细胞(NK 细胞)—— 这种能直接杀死肿瘤细胞的 “特种兵”。比如幽门螺杆菌会降低 NK 细胞表面的激活受体,让它失去抗癌能力;拟杆菌属还会代谢胆汁酸,削弱肝脏 NK 细胞的杀伤力。就连先天淋巴样细胞(ILCs)也难逃毒手,大肠杆菌、脆弱拟杆菌等会让它的抗原呈递能力下降,没法有效启动抗癌免疫。
到了适应性免疫环节,有害菌的 “操作” 更狠。它们会直接抑制CD8+T 细胞—— 抗癌的 “主力军”,比如肠道菌群产生的脱氧胆酸会阻断钙信号,让 CD8+T 细胞失去杀伤肿瘤的能力。还会催生髓系抑制性细胞(MDSCs)、调节性 T 细胞(Tregs)这些 “免疫抑制者”,在肿瘤周围建起 “免疫禁区”,让抗癌免疫细胞进不来、动不了。
三、有益菌:抗癌的 “盟友”,免疫治疗的 “神助攻”
和有害菌相反,有益菌是免疫系统的 “神队友”,不仅能直接激活抗癌免疫,还能给免疫治疗 “加 buff”。
有益菌首先会筑牢肠道屏障,比如麦芽香肉杆菌、肠道罗斯拜瑞氏菌能上调紧密连接蛋白,让肠道变得 “坚不可摧”,阻止有害菌和毒素作乱。双歧杆菌还能刺激杯状细胞分泌黏液,进一步加固肠道的 “防护盾”。
在先天免疫上,有益菌能唤醒 “沉睡” 的免疫细胞。干酪乳杆菌能让巨噬细胞变成 “战斗型” M1 表型,分泌肿瘤坏死因子 α 等抗炎细胞因子;唾液乳杆菌能激活树突状细胞,让它更高效地向 T 细胞传递 “肿瘤警报”。就连 NK 细胞也能被有益菌激活,比如鼠李糖乳杆菌能提升 NK 细胞的细胞毒性,让它更会 “猎杀” 肿瘤细胞。
对适应性免疫来说,有益菌更是 CD8+T 细胞的 “强力后援”。 Akkermansia muciniphila 的膜蛋白能扩增肠道 CD8+T 细胞群,罗伊氏乳杆菌产生的短链脂肪酸还能减少 CD8+T 细胞的 “疲惫感”,让它持续抗癌。双歧杆菌、乳酸杆菌等还能抑制免疫抑制细胞的活性,打破肿瘤的 “免疫禁区”。
下图展示了肠道菌群对肿瘤免疫的调控作用,有害菌会抑制抗肿瘤免疫,而有益菌则能诱导抗肿瘤免疫:
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四、肠道菌群如何影响免疫治疗的效果?
免疫治疗,尤其是免疫检查点抑制剂(ICB),是癌症治疗的 “革命”,但它只对约一半患者有效,而肠道菌群就是决定疗效的关键之一。
下图展示了肠道菌群对癌症免疫治疗的调控作用,免疫治疗耐药的患者往往存在肠道菌群失调,表现为 “冷肿瘤” 特征,而粪菌移植、益生菌等微生物干预手段能重塑菌群平衡,将 “冷肿瘤” 转化为 “热肿瘤”,提升治疗效果:
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首先,肠道菌群能调控CD8+T 细胞的反应。如果患者肠道里有产短链脂肪酸的细菌,比如肠道罗斯拜瑞氏菌,CD8+T 细胞的杀伤能力会更强,对 PD-1 抑制剂的反应也更好。粪菌移植(FMT)更是神奇,把对免疫治疗有反应患者的粪便移植给无反应患者,能让后者重新对 PD-1 抑制剂敏感,这在黑色素瘤患者身上已经得到了临床试验验证。
其次,肠道菌群还能影响辅助性 T 细胞的平衡。脆弱拟杆菌能促进 Th1 细胞分化,增强抗肿瘤免疫;而有害菌则会催生 Th17 细胞,加剧免疫抑制。就连先天免疫细胞也被菌群调控,双歧杆菌能促进树突状细胞成熟,让它更好地激活 CD8+T 细胞,提升 PD-L1 抑制剂的疗效。
不仅如此,菌群的代谢产物也在 “暗中发力”。短链脂肪酸、色氨酸代谢物等能直接调节免疫细胞的功能,比如丁酸盐能减少 CD8+T 细胞的耗竭,让它持续抗癌。而有害菌的代谢产物则会让免疫治疗 “失灵”,比如肺炎克雷伯菌产生的苯乙酰谷氨酰胺会降低免疫治疗效果。
下表为粪菌移植在癌症免疫治疗中的临床试验情况(图表来源:Cellular & Molecular Immunology (2025) 22:1012–1031):
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下表为益生菌作为癌症免疫治疗佐剂的临床试验情况(图表来源:Cellular & Molecular Immunology (2025) 22:1012–1031):
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五、瞄准肠道菌群:优化免疫治疗的新策略
既然肠道菌群这么重要,科学家们就想出了各种办法 “调教” 它,来提升免疫治疗的效果。
粪菌移植(FMT)是目前最火的方法之一,简单说就是把健康人或免疫治疗有效者的肠道菌群,移植到患者体内。临床试验显示,粪菌移植能让黑色素瘤患者重新对 PD-1 抑制剂敏感,还能减轻免疫治疗的副作用。
益生菌/益生元干预也很实用,补充乳酸杆菌、双歧杆菌等有益菌,或者吃益生元来 “喂饱” 肠道里的有益菌,能调节菌群平衡,激活抗癌免疫。比如补充产丁酸盐的梭菌,能提升肾癌患者对免疫检查点抑制剂的反应率。
除此之外,还有噬菌体疗法—— 用专门杀死有害菌的噬菌体,精准清除肠道里的 “坏细菌”;饮食调整也能起效,高纤维饮食能促进有益菌生长,生酮饮食则能改善肿瘤的免疫微环境,让免疫治疗更有效。甚至科学家还在改造工程菌,让它们能精准靶向肿瘤、释放抗癌物质。
下图展示了靶向肠道菌群提升癌症免疫治疗效果的策略:
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六、不止疗效:肠道菌群还能减少免疫治疗副作用
免疫治疗虽然有效,但会引发免疫相关不良事件(irAEs),比如肠炎、皮疹、甲状腺功能异常等,而肠道菌群也能帮我们应对这些问题。
研究发现,肠道菌群多样性低的患者,更容易出现严重的免疫治疗副作用;而肠道里有普拉梭菌、丁酸球菌等有益菌的患者,副作用风险会降低。补充普拉梭菌能减轻免疫治疗引发的肠炎,粪菌移植则能修复患者的肠道菌群,缓解难治性的免疫相关肠炎。就连饮食也有帮助,摄入膳食纤维和 Omega-3 脂肪酸,能减少副作用的发生。
七、未来可期:菌群疗法的新方向
目前,肠道菌群与癌症免疫的研究还在不断深入,未来的潜力无限。
科学家们正尝试用人工智能分析菌群、转录组和代谢组数据,找出能预测免疫治疗效果的菌群标志物;还在探索不同人群的菌群差异,比如饮食习惯、年龄、性别对菌群的影响,从而制定个性化的菌群治疗方案。精准粪菌移植、工程菌疗法也在不断优化,未来或许能成为癌症治疗的 “常规操作”。
说到底,肠道菌群就像我们身体里的 “抗癌盟友”,只要摸清它的脾气、找对调控方法,就能让它成为癌症免疫治疗的 “神助攻”。或许在不久的将来,调整肠道菌群会和吃药、打针一样,成为癌症治疗的重要一环。
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