大肠癌术前肠道准备 DDW 2018 | 肠道微生态与大肠癌研究进展精粹

大肠癌术前肠道准备 DDW 2018 | 肠道微生态与大肠癌研究进展精粹

(原标题:大肠癌术前肠道准备 DDW 2018 | 肠道微生态与大肠癌研究进展精粹)

美国消化疾病周（DDW）由美国肝病研讨学会（AASLD）、美国胃肠病学会（AGA）、美国胃肠内窥镜学会（ASGE）和消化道外科学会（SSAT）联合主办，是世界消化系统疾病范畴规划最大、学术水平最高的会议及博览会。

2018 年 DDW 于 6 月 2 日-5 日于美国华盛顿会议中心举办，本次会议展现了 5000 多篇摘要和数百场关于消化系统疾病研讨、医疗和技能方面的讲座。肠道微生态与大肠癌的研讨开展依然是现在的研讨热门，并有多场讲演及壁报展现关于此论题进行深化讨论，天津医科大学总医院消化内科为我们带来深化报导。

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1、新式致癌细菌厌氧消化链球菌在大肠癌变中的功用研讨

来自我国香港中文大学于君教授团队的两项大规划对粪便（N = 128）和黏膜（N = 259）微生物群宏基因组学研讨证明肠道微生态失调与结直肠癌（CRC）亲近相关，并发现厌氧消化链球菌（P. anaerobius）在 CRC 患者粪便及黏膜中表达水均匀显着升高。文章讨论了 P. anaerobius 促进 CRC 发作及开展的潜在分子机制。

研讨运用可自发构成肠道肿瘤的 ApcMin/+小鼠，抗生素鸡尾酒处理 2 周，之后进行 P. anaerobius 灌胃 10 周以点评其对促癌效果的影响。在体外研讨中，将 P.anaerobius 与结肠上皮细胞 NCM460 和 CRC 细胞系 HT-29 和 Caco-2 共培育，对以上细胞系进行形态学、蛋白相互效果及癌症相关信号通路剖析的研讨。

与用非致瘤性大肠杆菌处理的小鼠比较，P.anaerobius 处理的 ApcMin +/-小鼠在 17 周龄时显现出更多的肿瘤数量（P<0.001）和肿瘤分量（P<0.01）。与附近正常安排比较，qPCR 显现小鼠结肠肿瘤安排中富含 P.anaerobius（P<0.01）。P.anaerobius 可经过影响肿瘤滋润免疫细胞促进 CRC 开展。促炎介质和细胞因子，包含 IL-10，IFN-γ和 NF-κB 在 P.anaerobius 处理的小鼠中显着添加（P<0.05），标明它们参加调理炎症反响。体外试验发现 P.anaerobius 能够粘附并侵袭一切三种细胞系。其在 CRC 细胞系中的粘赞同侵袭水平较 NCM460 更强（P<0.01）。此外，研讨发现 P.anaerobius 外表蛋白与结肠细胞系中的受体蛋白直接相互效果。 RNA-seq 数据显现，P.anaerobius 能够介导整合素β1/α2 信号传导以激活 PI3K/Akt 通路，然后促进细胞增殖。整合素按捺剂可按捺 P. anaerobius 粘附/侵袭以及 P. anaerobius 介导的 PI3K / Akt 信号传导。

P. anaerobius 经过以下途径促进 CRC：1）与结肠上皮细胞直接相互效果，导致 P.anaerobius 黏附、侵袭，以及 PI3K / Akt 致癌途径的激活; 2）经过激活肿瘤滋润免疫细胞调理肿瘤微环境。

2、结直肠癌患者肠道细菌和肿瘤免疫微环境的研讨

散发性结肠直肠癌（CRC）是全世界癌症相关逝世的首要原因之一。年青患者（<50 岁）的 CRC 发病率呈上升趋势，有必要寻觅确诊和医治的新靶点。已知某些 T 细胞亚群与 CRC 预后相关; 即以干扰素-γ（IFN-γ）为特征的 Th1 应对和以白细胞介素-17（IL-17）为特征的 Th17 应对别离与更好或更差的预后相关。特定细菌在小鼠模型中可诱导 IL-17 依赖性致癌效果，标明特定细菌对人 CRC 的重要影响。从前的研讨显现 CRC 肿瘤安排与健康人群的微生物群显着不同，而且右半 CRC 肿瘤常见侵袭性细菌生物膜（BFs），但是一部分健康结肠镜查看患者（10%～15%）也显现出生物膜。本研讨旨在验证 CRC 患者的 CRC 相关微生物群和结肠黏膜免疫应对亲近相关的假说。

运用经过手术的 CRC 患者的肿瘤及正常肠道安排，点评 CRC 相关微生物，并剖析安排相关免疫细胞群。在无菌（GF）C57BL / 6 小鼠中进行粘膜免疫试验。

研讨断定了一些细菌与 IL-17 +细胞的联系：即，拟杆菌与 CRC 安排中的 IL-17+ T 调理和非 Treg 细胞负相关，而梭杆菌或变形杆菌与添加的 IL-17+细胞相关，厚壁菌处在中间状况。其他物种特异性剖析显现，拟杆菌 16S rRNA 扩增子首要定坐落 B.dorei 和 B. fragilis。其与 IL-17+肿瘤微环境有激烈的负相关性。将来自 BF+（肿瘤或结肠镜活检）和 BF-（仅结肠镜活检）安排的人粘膜衍生的细菌液接种到 GF 小鼠，发现 BF+活检安排，而不是 BF-活检安排， 在一周后可诱导激烈的 IL-17 和 IFN-γ反响，而 BF+肿瘤接种物仅诱导激烈的 IL-17 应对反响。

以上研讨标明，挑选细菌群落，乃至物种，能够驱动促致癌和抗致癌结肠粘膜免疫反响。界说这些群落能够为判定 CRC 风险添加的个别供给新的办法。

3、具核梭杆菌感染与炎症相关大肠癌的两种分子表型相关：MSI-H 和 MSI-L/EMAST

DNA 错配修复（MMR）基因产品 MSH3 的缺点导致具有二核苷酸重复的位点处的微卫星不安稳性（MSI-L）水平下降，而且一部分四核苷酸重复序列（EMAST）处微卫星不安稳性升高。前期研讨发现人类细胞露出于促炎细胞因子白细胞介素-6（IL-6）和/或过氧化氢会触发 MSH3 从细胞核搬运至细胞质，导致 MSI-L/EMAST（L/E）。尽管 L / E 与炎症相关，但在 CRC 中诱导 L / E 的炎症信号的来源尚不清楚。相关研讨发现具核梭杆菌（F. nucleatum）的感染在 CRC 的肿瘤开始，开展和化疗敏感性中起关键效果。本研讨假定由 F. nucleatum 感染引起的炎症或许诱导 CRC 的 L/E，因而查看了 L/E 与原发性 CRC 安排中存在的 F. nucleatum 的量之间的相关。

对 306 名 CRC 患者的肿瘤和附近正常安排中提取的基因组 DNA 进行剖析，测定微卫星不安稳性和 EMAST，定量 PCR 测定 CRC 安排中 F. nucleatum 的量。

研讨共判定了 38 例 MSI-H（12.4%），63 例 L/E（20.6%）和 205 例微卫星安稳（MSS）CRC（67.0%）。117 例 CRC 患者（38.2%）检出 F. nucleatum 感染。F. nucleatum 在 MSI-H 中检测到的量显着高于在 L / E（P = 0.047）或 MSS CRC 中检测到的量（P <0.0001）。此外，L/E 中 F. nucleatum 的量显着高于 MSS CRC（P = 0.014）。结肠癌中 F. nucleatum 的量显着高于直肠癌（P = 0.029）。多要素逻辑回归剖析（根据性别，年纪，肿瘤分期，肿瘤部位和种族进行调整）显现：①与非 MSI-H 比较，F. nucleatum 的感染与 MSI-H 相关（P = 0.013）; ②与 MSS 比较，F. nucleatum 的感染与 L/E 相关（P = 0.024）。

研讨证明了 F. nucleatum 的感染与 MSI-H CRC 和更近侧部分的 CRC 相关。一起初次进一步证明非 MSI-H CRC 在 F. nucleatum 感染方面具有异质性，而且与 MSS CRC 比较，L / E CRC 与 F. nucleatum 感染显着相关。研讨成果提示 F. nucleatum 的感染或许会触发 CRC 祖细胞中的 L/E。

4、大肠癌中肠道病毒的改动

大肠癌患者特异性肠道菌群标志物已被承认，本研讨表征剖析 74 名 CRC 患者和 92 名对照人群的粪便病毒水平，旨在辨认和验证与 CRC 相关的病毒标志物。研讨成果发现 CRC 患者中肠道噬菌体群的多样性显着添加，并发现了 22 个类群的差异。重要的是，研讨发现 4 个分类符号物的组合与 CRC 患者较差的存活率相关，并独立于肿瘤-淋巴结搬运分期和其他临床参数。以上成果提醒了曾经从未报导的癌症病毒标志物，这些发现或许提醒了肠道病毒在 CRC 开展中的效果。

5、高脂饮食诱导肠道菌群失衡活化 MCP-1/CCR2 信号轴加重肠腺瘤恶变

越来越多的流行病学研讨及动物试验证明高脂饮食（HFD）是肠癌发作的重要风险要素之一，天津医科大学总医院消化科王邦茂教授团队对 HFD 对肠道菌群的影响及其加重肠腺瘤恶变的或许分子机制进行了讨论。

研讨将 4 周龄 Apcmin/+小鼠分为 HFD 组（60% 脂肪含量）和对照组（惯例饮食）。养殖 12 周后搜集粪便，焦磷酸测序法剖析肠道菌群改动，气相色谱法检测小鼠回盲部粪便短链脂肪酸改动。剩下粪便作为粪便供体进行粪菌移植试验。抗生素鸡尾酒与 HFD 一起处理调查肠腺瘤开展的改动。处身后调查各组小鼠肠道腺瘤数目、巨细及散布。HE 染色点评腺瘤病理类型，Ki-67 免疫安排化学染色点评肿瘤细胞增殖水平，TUNEL 法点评肿瘤细胞凋亡。实时荧光定量 PCR、免疫安排化学染色和蛋白质免疫印迹点评单核细胞趋化蛋白-1（MCP-1）及其受体 CC 趋化因子受体 2（CCR2）的 mRNA 及蛋白表达。免疫荧光双染法检测肠道肿瘤安排中巨噬细胞外表分子 F4/80 、M1 型及 M2 型巨噬细胞外表分子的表达。

研讨发现 HFD 组肠道腺瘤总数及恶变程度较对照组显着添加。HFD 可促进肠道肿瘤细胞增殖，按捺其凋亡。HFD 组小鼠肠道菌群多样性显着下降，致病菌数量增多，益生菌数量显着下降，一起 HFD 组短链脂肪酸（乙酸、丙酸及丁酸）水平较对照组显着下降。HFD 组肠道安排 MCP-1 及 CCR2 的 mRNA 及蛋白表达水均匀高于对照组。免疫荧光双染提示 HFD 组巨噬细胞外表分子 F4/80 和 M2 型巨噬细胞外表分子 MR 阳性表达显着添加，M1 型巨噬细胞外表分子 iNOS 阳性表达显着削减；HFD 组小鼠粪菌液可显着促进 Apcmin/+小鼠肠道肿瘤数目增多，并添加 MCP-1 和 CCR2 的 mRNA 及蛋白表达水平加重肠腺瘤开展；抗生素鸡尾酒处理后可显着按捺 HFD 诱导的肠腺瘤开展。临床研讨也发现，HFD 与开展期结直肠肿瘤发作亲近相关。HFD 组与一般饮食组比较，肿瘤安排中 MCP-1、CCR2 及 M2 型巨噬细胞表达水平增高。

以上研讨标明 HFD 诱导的肠道菌群失衡可活化 MCP-1/CCR2 信号轴征集和极化 M2 型巨噬细胞，进而加重肠腺瘤恶变。

6、产丁酸菌调理肠道菌群下调 Wnt 通路防治肠癌发作的研讨

肠道菌群在肠癌的发作开展中起到关键效果，肠癌患者肠道产丁酸菌丰度显着下降。现在关于弥补产丁酸菌对肠癌发作有何影响知之甚少，天津医科大学总医院消化科王邦茂教授团队于本次大会探求了弥补产丁酸菌（丁酸梭菌）对肠道菌群结构和肠癌开展的影响及机制。

高脂饮食喂食的 Apcmin/+小鼠以 2.5×108 CFU / 0.3 ml 的剂量灌胃丁酸梭菌（Clostridium butyricum），每周 3 次继续灌胃 12 周。高脂饮食喂食的 Apcmin/+小鼠灌胃无菌磷酸盐缓冲液（Phosphate Buffer Solution，PBS）作为高脂饮食对照组，一般饮食喂食的野生型小鼠灌胃 PBS 作为彻底对照组。灌胃 12 周后处死小鼠，搜集三组小鼠粪便进行焦磷酸测序检测肠道菌群组成结构，气相色谱法测定肠道短链脂肪酸（Short Chain Fatty Acids，SCFAs）含量。别离计数每只小鼠肠道肿瘤数量及巨细，对每组小鼠肠道肿瘤负荷进行统计学剖析。别离肠道肿瘤安排检测肿瘤细胞增殖及凋亡水平，及肿瘤相关 Wnt 信号通路表达水平。最终剖析三组小鼠肠屏障功用及结肠炎症状况。

研讨发现与灌胃 PBS 的高脂饮食 Apcmin/+小鼠比较，弥补丁酸梭菌的 Apcmin/+小鼠肠道肿瘤负荷显着下降（P < 0.01）。肠道肿瘤负荷高的小鼠可发现显着的肠屏障功用受损及结肠缓慢低度炎症（P < 0.05）。弥补丁酸梭菌的 Apcmin/+小鼠肠道时机性致病菌丰度显着下降，包含各类产丁酸菌在内的益生菌丰度升高。不仅如此，与两组对照组比较，承受丁酸梭菌灌胃的小鼠盲肠内容物中的 SCFAs 浓度显着升高，且 Wnt 信号通路相关分子表达水平下降。

研讨证明弥补丁酸梭菌可按捺肠癌发作，其原因或许与调理肠道菌群及按捺 Wnt 信号通路有关。本研讨可为产丁酸菌防治肠癌供给试验根据。

点评

跟着生活水平的进步，CRC 的发病率和逝世率在全球规模显着添加，也严重危害我国公民的健康。肠道菌群是人体「特别的功用器官」，其稳态失衡可影响肠道部分及宿主的免疫功用，导致多种疾病的发作。

早在 1990 年有学者将微生态学引进肿瘤研讨范畴中提出肿瘤-宿主-微生态系统的理念。近年来，肠道菌群失衡与肠道肿瘤发作开展逐步成为研讨热门，饮食对树立何种肠道菌群起到决定性的效果，肠道菌群可跟着饮食改动而快速发作改动。高脂饮食可促进 CRC 的发作开展已多见报导，但详细机制有待说明。

以上研讨对肠道微生态失衡与 CRC 的发作开展之间的相关进行了深入的论述，临床与根底作业相结合，深度发掘 CRC 发作的相关分子机制，及详细致病菌种（具核梭杆菌）或益生菌（产丁酸菌）经过何种方法促进或按捺 CRC 开展。

此外，从前的研讨多集中于细菌与 CRC 之间的相关，而肠道病毒对 CRC 的影响缺少报导，以上研讨已证明肠道病毒相同与 CRC 亲近相关，应引起高度重视。

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