近日，Science China Life Sciences（《中国科学：生命科学》英文版）在线发表由香港科学院院士、欧洲科学院外籍院士、香港中文大学于君教授撰写的题为“Gut microbiota in cancer initiation, development and therapy”的综述文章，深入探讨了肠道菌群在癌症发生、发展和治疗过程中的作用，为癌症防治领域带来了全新的视角和潜在的治疗策略。
癌症一直以来被认为与遗传和环境因素密切相关，但近年来，肠道菌群在癌症发生、发展中的重要作用逐渐受到关注。据文章介绍，约13%的癌症与感染因素有关，这凸显了明确微生物与癌症关联的重要性。肠道菌群对癌症的影响具有两面性，既可以通过影响致癌信号通路和免疫反应促进肿瘤生长，也能在某些情况下抑制肿瘤发展。
在癌症发生阶段，肠道菌群失调与多种癌症相关。研究人员通过分析粪便宏基因组发现，肠道菌群失调与肺癌、乳腺癌、结直肠癌等多种癌症存在关联。例如，在结直肠癌组织中，脆弱拟杆菌、具核梭杆菌等致癌共生菌和口腔病原体富集。不仅如此，肠道菌群失调在癌前病变阶段就已出现，如肝硬化患者肠道菌群中变形菌门等细菌显著增加，这表明肠道菌群失调可能是癌症发生的早期事件。同时，微生物还可定植于肿瘤组织，影响癌症的进展和转移。
从作用机制来看，微生物可通过多种方式影响癌症发展。部分微生物产生的基因毒素，如细胞致死性膨胀毒素（CDT）、大肠杆菌素等，能够直接或间接损伤宿主DNA，引发基因突变。微生物及其代谢产物还能调节宿主的DNA甲基化、组蛋白修饰和非编码RNA表达等表观遗传过程，影响基因表达。此外，肠道菌群还可通过调节Wnt/β-catenin、PI3K/Akt/MAPK/ERK、NF-κB等致癌信号通路，以及调节抗肿瘤免疫反应，促进或抑制肿瘤的生长。
图1微生物群促进癌症发生及发展所涉及的分子机制
在癌症防治方面，该研究为临床实践提供了新的方向。益生菌、益生元、后生元和粪便微生物群移植等干预措施展现出潜在的应用价值。益生菌可通过抑制炎症、促进细胞凋亡、增强免疫监视等机制预防癌症；益生元能够促进有益菌生长，产生抗肿瘤代谢物；后生元中的短链脂肪酸等成分具有抑制肿瘤细胞生长的作用；粪便微生物群移植在增强抗肿瘤免疫反应方面效果显著。而且，肠道菌群还会影响化疗和免疫治疗的疗效，某些细菌和其代谢物能提高化疗药物的疗效，特定的肠道菌群组成与免疫治疗的效果相关。
图2肠道微生物群在调节抗肿瘤免疫方面的作用
这项研究意义重大，它深化了人们对癌症发病机制的理解，揭示了肠道菌群在癌症发生、发展中的关键作用，为癌症的早期诊断提供了潜在的微生物标志物。研究为癌症治疗提供了新的靶点和策略，通过调节肠道菌群，有望提高现有治疗手段的疗效，降低副作用。然而，目前肠道菌群与癌症的研究仍面临诸多挑战，如肠道菌群作用机制尚未完全明确，干预措施的个体差异较大等。未来，需要进一步深入研究，以推动肠道菌群相关研究在临床的广泛应用，为癌症患者带来更多希望。
香港中文大学于君教授为该文通讯作者，张如意博士为第一作者。该工作得到国家科技重大专项（批准号：2023ZD0500200）、香港创新及科技基金（批准号：ITS/177/21FP）、香港研究资助局研究影响基金（批准号：R4032-21F），以及香港中文大学建滔精准肿瘤学项目、香港特别行政区研究资助局协作研究金（批准号：C4008-23W）资助。
于君 教授
香港中文大学医学院
研究领域：肿瘤分子机制、肠道微生态、脂肪肝、肿瘤分子标志物和抗肿瘤治疗靶点等基础和转化研究。
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Zhang, R., Zhang, X., Lau, H. C. H., and Yu, J. Gut microbiota in cancer initiation, development and therapy. Sci China Life Sci, https://doi.org/10.1007/s11427-024-2831-x
