研究表明腸道微生物與免疫應答、癌症具有關聯性

多項研究表明腸道微生物與免疫應答、癌症具有關聯性，近日來自NCI的科學家在小鼠模型中發現，通過對腸道細菌施加影響可以增強肝臟的抗腫瘤免疫功能進而抑製肝癌形成，學者還對其作用途徑進行了闡述，這項研究發表在5月25日的《科學》雜誌上。

微生物群是生活在體內的細菌和其他微生物的集合，人體中佔比最大的微生物群在腸道中。儘管學者對腸道微生物群與癌症之間的關係進行了廣泛的研究，但腸道細菌在肝癌形成中的作用仍知之甚少。

為了研究腸道細菌是否會影響肝臟腫瘤的發展，來自NCI癌症研究中心的醫學博士，Tim Greten和他的團隊使用小鼠模型進行了一系列實驗。通過對三種小鼠肝癌模型的研究，他們發現當使用抗生素「雞尾酒」耗盡腸道細菌時，使用抗生素的小鼠的肝臟腫瘤生長受到抑製，並且降低了肝臟腫瘤細胞的轉移率。講到實驗設計思路時，Greten說到「通過對不同的腫瘤模型的研究可以發現，如果你用抗生素治療小鼠，從而耗盡某些細菌，你就可以改變肝臟免疫細胞的組成，進而影響肝臟的腫瘤生長，基礎研究能讓我們洞察癌症機制以及發現可能的治療方法。」

腸道細菌通過膽汁酸-NKT細胞機制調控肝臟腫瘤細胞生長

為探究腸道細菌的耗盡如何抑製小鼠肝臟的腫瘤生長，研究人員對肝臟中免疫細胞的狀態進行了考查，發現接受抗生素治療後的小鼠肝臟中的免疫細胞-NKT（natural killer T）細胞數量明顯增加。進一步的實驗表明在所有的三種小鼠模型中，經抗生素治療導致的肝腫瘤生長的減少量與NKT細胞的數量成正比，NKT細胞數量越多的小鼠腫瘤規模越小。接下來，他們又發現小鼠肝臟內毛細血管內皮細胞表面表達的趨化因子CXCL16的增加會導致小鼠肝臟中NKT細胞的積累。

「我們問自己，為什麼用抗生素治療的小鼠內皮細胞中產生更多的CXCL16？」Greten博士說。「當我們發現膽汁酸（bile acids）可以控制CXCL16的表達時，意識到這是一個關鍵點。然後我們做了進一步的研究，發現如果用膽汁酸治療小鼠實際上也可以改變肝臟中NKT細胞的數量，從而改變肝臟中腫瘤細胞的數量。」

膽汁酸（CDCA）可以CXCL16水準（左）以及增加肝臟中NKT細胞的累積（右）

最後，研究人員定位到一種細菌種類——芽胞桿菌（Clostridium scindens），其可以控制小鼠腸道中膽汁酸的代謝，最終影響CXCL16的表達、NKT細胞的積累和肝臟腫瘤的生長。通過一系列的、嚴謹的實驗設計，Greten博士及其團隊終於發現並確定了腸道細菌和肝癌之間的聯繫，即腸道細菌將膽汁酸當作信號因子對CXCL16和NKT細胞水準進行調控，從而抑製肝臟腫瘤的生長。

Greten博士解釋說，雖然許多研究表明腸道細菌與免疫反應之間具有關聯，但這項研究的重要意義在於它不僅識別了一種相關性，而且確定了細菌如何影響肝臟免疫應答的完整機制。另外在同一項研究中，研究人員發現膽汁酸也控制著人肝臟中CXCL16蛋白的表達，儘管這些結果是初步的，但Greten博士研究所描述的新機制可能會惠及癌症患者。

參考來源：

1. NCIstudy finds gut microbiome can control antitumor immune function in liver；

2. Gutmicrobiome–mediated bile acid metabolism regulates liver cancer via NKT cells。

原標題：《科學》：發現腸道細菌與肝癌發展的相關性及其機制