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Molecular Cancer
肠道微生物代谢物在癌症免疫调节中的作用

2026-01-10

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该研究系统总结了肠道微生物代谢物在调节肿瘤免疫微环境中的多重机制,揭示了其在不同肿瘤类型中的特异性作用,并提出了基于代谢物-受体通路的精准干预策略,为癌症免疫治疗提供了新的研究方向。

 

文献概述

本文《Gut microbial metabolites in cancer immunomodulation》,发表于《Molecular Cancer》杂志,回顾并总结了肠道微生物来源的代谢物,包括短链脂肪酸、色氨酸衍生物、次级胆汁酸、多胺等,如何通过受体介导信号、表观遗传调控和代谢重编程等机制影响肿瘤免疫微环境。研究强调这些代谢物在不同组织和免疫背景下具有双向作用,既能增强抗肿瘤免疫,也可能诱导免疫耐受,为癌症免疫治疗中靶向代谢物及其受体的干预策略提供了理论依据。

背景知识

近年来,肠道菌群及其代谢产物在癌症免疫治疗中的作用日益受到关注。这些代谢物如SCFAs、AhR配体、TMAO等,能够通过多种解剖路径(如门静脉、肠肝循环、淋巴转运)到达肿瘤微环境,影响抗肿瘤免疫细胞功能、T细胞效应与耗竭、调节性T细胞活性以及髓系细胞极化。同时,研究也指出,低生物量组织中菌群信号可能来源于污染,因此应优先关注可定量、可空间定位且药理可干预的代谢物-受体轴。此外,该研究还比较了不同肿瘤类型(如结直肠癌、肝癌、肺癌、乳腺癌、前列腺癌)中微生物代谢物的特异性作用,并提出结合单细胞和空间多组学技术进行生物标志物开发的策略,为未来基于微生物代谢物的癌症免疫治疗干预提供了精准路线。

 

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研究方法与实验

该研究综合了多种微生物代谢物(如SCFAs、色氨酸代谢物、次级胆汁酸、多胺等)的作用机制,分析其在不同肿瘤模型中如何通过受体信号(如GPR41/43、AhR、FXR、TGR5)、表观遗传调控(如HDAC抑制)以及代谢重编程(如影响T细胞能量代谢)来调节抗肿瘤免疫反应。同时,该研究也探讨了微生物相关分子模式(MAMPs)和细菌易位在免疫激活中的作用,指出在低生物量肿瘤组织中需谨慎解读微生物信号,避免污染干扰。此外,研究还评估了多种干预策略,包括粪菌移植、理性菌群组合、工程菌改造以及纳米颗粒介导的代谢物递送,强调需根据代谢物/受体特征匹配递送方式。

关键结论与观点

  • 肠道微生物代谢物(如SCFAs、色氨酸衍生物、次级胆汁酸、多胺)可作为系统性免疫调节因子,通过不同受体(如AhR、GPR43)及表观遗传机制影响T细胞功能与髓系细胞极化。
  • 代谢物的作用具有高度组织和剂量依赖性:例如,丁酸盐既能增强CD8⁺ T细胞毒性又能促进Treg细胞分化,具体作用取决于受体配对、剂量及炎症状态。
  • 微生物代谢物可作为非传统T细胞受体(TCR)的配体,如MAIT、iNKT和γδ T细胞,直接调控TME中的免疫细胞功能。
  • 次级胆汁酸(如DCA、TLCA、UDCA)通过FXR/TGR5信号影响Treg和TAM极化,进而调节抗肿瘤免疫反应。
  • 多胺(如腐胺、亚精胺)通过调节Treg、髓系抑制细胞(MDSCs)及T细胞代谢(如eIF5A修饰)影响免疫应答。
  • 研究提出精准干预策略,如基于代谢物/受体特征的患者分层、工程菌递送、纳米颗粒靶向代谢物补充等。
  • 在低生物量组织中,应优先使用可定量、可空间定位的代谢物-受体通路,而非依赖微生物DNA信号。

研究意义与展望

该研究为基于肠道微生物代谢物的癌症免疫治疗提供了理论基础,并建议整合代谢物暴露图谱、单细胞多组学与功能生物传感器,以推动生物标志物发现。此外,研究强调未来应结合代谢物-受体特征与递送方式优化,探索个性化微生物代谢物干预策略,以提升免疫检查点抑制剂的疗效和持久性。该框架为开发代谢物调控的免疫治疗组合提供了新思路,并为微生物代谢物在肿瘤免疫中的转化应用指明方向。

 

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结语

本研究系统性地阐述了肠道微生物代谢物在癌症免疫调控中的复杂作用,强调其在不同肿瘤类型和免疫背景下具有双重功能。研究提出,应优先关注代谢物-受体通路,因其具有可定量、可靶向和可药理干预的特点。同时,作者指出,低生物量样本中的微生物信号需谨慎解析,应结合空间代谢组学、多组学与功能验证手段,确保结果的可靠性。未来,利用粪菌移植、理性菌群组合、工程菌及纳米载体递送等策略,结合代谢物特征与受体表达进行患者分层,有望实现个性化癌症免疫治疗。该研究为微生物代谢物在肿瘤免疫中的应用提供了系统性框架,也为临床转化和干预策略优化奠定了基础。

 

文献来源:
Hengshuo Liu, Xingyu Xiong, Weizhen Zhu, Hang Xu, and Lu Yang. Gut microbial metabolites in cancer immunomodulation. Molecular Cancer.
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