结直肠癌与肠道菌群

结直肠癌与肠道菌群

作者:医院消化科周有连陈烨来源:医学论坛报日期:-07-11

此文章来源于   结直肠癌(CRC)是我国常见恶性肿瘤,随着国人生活水平提高和饮食结构变化,CRC发病率逐年升高,特别是大城市的增幅更快。

  位于结直肠的微生物种类繁多,数量巨大,达万亿个,重量超过0g,这些微生物影响着宿主免疫、生理和代谢,包括增加营养物质吸收、引起感染、加强无机物代谢、摄取毒性化学物质甚至导致肿瘤的发生和发展。

肠道微生物参与结肠肿瘤的形成

  动物实验显示,肠道细菌是结肠癌形成的重要影响因素,经致癌物异二甲肼作用后,肠道含菌大鼠的肿瘤形成比不含菌的大鼠快。肠道含菌的基因敲除动物70%出现腺癌,而肠道不含菌的动物未见腺癌的形成,表明肠道菌群可促进肿瘤形成。

  目前已知的可能与结直肠肿瘤有关的肠道微生物主要有牛链球菌、拟杆菌属某些种(脆弱拟杆菌)、败血梭菌、大肠杆菌某些种和其他链球菌属(如唾液链球菌、血链球菌、粪肠球菌)等。

  目前认为,导致结直肠肿瘤发生发展的机制主要有以下3个方面:①肠道微生物使肠道黏膜促炎症反应信号传导机制异常,导致肠道黏膜上皮损伤修复加剧,最终出现瘤形成和恶变;②某些微生物种属对肠道黏膜上皮细胞具有直接的细胞毒性作用,或者通过旁观者效应发挥毒性作用;③某些肠道微生物在参与营养物质代谢过程中的产物对肠道上皮细胞具有毒性作用,受损肠道黏膜上皮的不完全修复可以导致其致瘤性转化。

肠道细菌代谢产物与结肠肿瘤

  人体胃肠道中大量的、种类繁多的微生物可涉及多种代谢方式。食物来源或内源性碳水化合物(如淀粉、多糖和小肠黏液等)均可被肠道微生物产生的酶水解,其产物有短链脂肪酸(SCFA)、乙酸盐、丙酸盐和丁酸盐等。

  丁酸,是肠道细胞首先利用的能量来源,维持细胞稳定性和正常的细胞表型;通过组蛋白超乙酰化抑制肿瘤生长和激活细胞凋亡;通过阻断核因子(NF)κB途径降低促炎症细胞因子表达。另外,肠道内产甲烷菌可产生无细胞毒性的甲烷,有研究发现结直肠肿瘤低风险人群肠道内甲烷含量增多。

  然而,肠道微生物代谢产生的硫化氢和氢气等则作为有害产物发挥作用。硫化氢,由硫磺还原菌产生,系氨基酸代谢产物,主要通过损伤细胞色素氧化酶,抑制丁酸盐的利用,阻止黏液的合成和DNA甲基化,抑制甲烷产生,而促进肿瘤的形成。

  目前还证实次级胆酸通过抑制细胞凋亡和影响多种信号通路而使患结肠癌风险增高,粪便中去氧胆酸(DCA)含量较高或去氧胆酸/石胆酸(DCA/LCA)值较高的人群罹患结肠癌的风险较高。

结直肠癌患者肠道菌群的变化

  结直肠癌患者肠道菌群失调主要表现为肠道中的肠球菌、大肠杆菌、类杆菌、梭杆菌和梭状芽胞杆菌数量升高,而双歧杆菌及乳酸杆菌减少。

  结直肠癌患者术后双歧杆菌/大肠杆菌比值倒置尤为明显,以双歧杆菌及乳酸杆菌的减少最为显著,而双歧杆菌及乳酸杆菌的减少会导致机体抗肿瘤免疫力下降,使肿瘤细胞逃离机体免疫监控的机会增大。

  新近发现,具核梭杆菌可能是结直肠癌的致病菌之一。

益生菌可用于防治结直肠肿瘤

  有学者发现,双歧杆菌的增加有抗癌作用,主要机制是通过降低肠腔pH值,抑制致癌物或辅致癌物的形成,转化某些致癌物质成非致癌物质以及激活巨噬细胞等免疫功能实现。

  口服乳酸杆菌制剂可明显减轻由致癌物导致的结肠黏膜细胞DNA损伤。年一项研究结果表明,噬酸乳杆菌、干酪乳杆菌、噬热链球菌、短双歧杆菌和长双歧杆菌等具有抗癌活性,且这些细菌的肽聚糖和菌体本身也具有抗癌作用。

  另外也有带瘤动物实验证实,带瘤小鼠予乳酸杆菌食物喂养,其肿瘤细胞生长速度明显减缓。

年《科学》(Science)的最新研究成果表明,肠道细菌有助于增强3种抗癌疗法的疗效,抗癌免疫疗法及一种铂类化疗对没有肠道微生物群的小鼠疗效较差。肠道微生物群似乎能调节由这些治疗所引发的免疫系统的反应,某些肠道细菌可帮助治疗癌症。

北美医学教育基金会(北京爱博咨科技)

陈兴文

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