本文已获公共号“微生太”授权“癌图腾”转载
原题：肠道菌群如何影响个体患癌风险以及机体对治疗的反应
来源：微生太 2017-09-09
在我们的肠道内有数以万亿计的细菌(称为肠道微生物群)，它们可以帮助我们判断患癌的风险，以及我们机体对癌症治疗的反应。个体内特殊的肠道微生物群与免疫系统是相互联系的。这样可以确保有益菌促进机体的生长和发育，而有害菌和异物被及时的清除。从轻症的流感到严重的癌症等，肠道微生物群在确保免疫系统处于最佳的状态以对抗疾病方面都发挥着至关重要的作用。研究人员目前正在探索特殊的肠道细菌如何帮助确定个体患癌症的风险，以及调整菌群成份是否可以有助于控制癌症进展和预测癌症患者对治疗的反应。
你的肠道微生物群
同指纹一样，每个人的肠道微生物群也是独一无二的。在出生后的头几年，肠道菌群是最可塑的，同时也能够反映我们出生时一些个体的状况。例如，已有报道称相比较自然分娩的婴儿，剖腹产分娩的婴儿肠道内有益细菌含量少而致病性(有害菌)细菌数量多。同样在母乳喂养的婴儿和人工喂养的婴儿之间这种差异也是存在的。这表明通过饮食使个体暴露于细菌并以此来重塑出生早期肠道微生物群的构成。我们虽然不能确定这种差别对于婴儿的成长意味着什么，但是据悉通过剖腹产出生的婴儿不仅肠道细菌构成不一样，而且也更容易患过敏和免疫相关的疾病如哮喘。
微生物群与癌症风险
肠道和免疫系统密切相关。就像我们的肠道细菌影响我们的免疫系统，免疫系统同样影响我们的肠道细菌。现在的研究表明这种交互作用在预测癌症风险中起着重要作用。
抗炎细胞因子缺失的小鼠其免疫系统功能下降，肠道内有害菌水平高。这表明完善的免疫系统可以确保有害菌不会过度繁殖。相比较抗炎因子丰富的小鼠，这些抗炎细胞因子缺失的小鼠也更容易患上肠癌。
移植它们的粪便到正常小鼠体内可以增加罹患癌症的风险。这个过程包括收集缺乏抗炎细胞因子小鼠的粪便，然后再喂养给受体小鼠。
供体小鼠粪便内的细菌的水平可以反映它们的肠道微生物群。风险高的小鼠粪便内有害的细菌的水平高，一旦转移到受体小鼠，这些新的细菌在肠道内繁殖从而改变微生物群的组成。研究表明一旦受体小鼠肠道内新的微生物群建立，他们罹患肠癌的风险就会增加。
最近的一项人体的研究也得出了相同的结果，长期使用抗生素会增加罹患肠癌的风险。众所周知，抗生素可以破坏肠道微生物群的组成，就像缺乏抗炎细胞因子的老鼠一样,人体肠道内有害菌增多，罹患肠癌的风险便会增加。
微生物群和化疗
发表在《nature》杂志上的一篇综述指出，肠道微生物群在病人机体对化疗的反应方面发挥着重要的作用。综述里提到，肠道微生物通过两种途径来影响化疗的疗效，一种是通过激活化疗药物，另外一种是与免疫系统之间的相互作用。
研究人员在一种被称为“无菌”老鼠的身体上对这种机制进行了描述。“无菌”老鼠在完全无菌的条件下饲养，它们身体的任何部分和周围环境都是无菌的，肠道微生物的水平是匮乏的。研究指出，相比较正常小鼠，无菌小鼠化疗的疗效更差，肿瘤生长的速度更快。原因可能是许多化疗药物通过炎症反应来激活免疫系统，从而杀死肿瘤细胞。而与正常小鼠相比，无菌小鼠肿瘤化疗后炎症标志物水平很低。这表明了肠道细菌和免疫系统之间的相互作用是癌症治疗的关键。
许多化疗药物病人服用之前都是没有活性的，人体服用后，被肝脏内转氨酶激活或者被肠道细菌激活。肝脏内转氨酶的水平决定了化疗药物杀死肿瘤细胞的效果。与正常小鼠相比，无菌鼠有更多的转氨酶来清除化疗药物，因此消除化疗药物的速度更快。这使得化疗药物在体内没有足够的时间杀死肿瘤细胞，从而影响了化疗药物的疗效。
同样，通过正常小鼠粪便移植再一次逆转了这种疗效的作用。
相比正常小鼠，小鼠肠道内有害菌水平增高也会过度激活化疗药物。尽管化疗药物的活化可以提高化疗药物杀死肿瘤细胞的能力，但是由于化疗药物无法区分正常细胞和肿瘤细胞，从而对人体产生了更多的副作用。
肠道微生物群和腹泻
化疗最常见的副作用是腹泻，化疗所致的腹泻严重时可以威胁生命，因为肿瘤消耗体内重要的营养物质，使人体更容易受到重症感染从而导致死亡。
同癌症一样，腹泻和肠道微生物群的变化关系也很密切。一项尚未发表的研究发现化疗前肠道内高水平的变形菌门可以导致小鼠严重的腹泻，并且导致小鼠体重的迅速降低。
人体的临床试验提供了越来越多的证据证实，化疗前人体粪便内肠道细菌的水平能够预测化疗后腹泻的可能性。研究也表明在接受放疗的病人也出现了相似的结果。
我们能够改变什么吗?
调整肠道菌群的一些研究，使得提升癌症治疗的效果有了一线生机。方式包括粪便移植、摄取益生菌、甚至简单到改变一个人的饮食习惯。
化疗前对个体进行风险评估和调整，从而确保化疗疗效和化疗药物毒副作用方面实现平衡。
澳大利亚阿德莱德市已经开始了相关的研究来识别影响化疗反应的特殊细菌。研究成果一旦取得成功，降低罹患癌症风险和预测个体对治疗反应的方法就能够在人体上被评估和应用。
How our gut bacteria affect cancer risk and response to treatment https://theconversation.com/how-our-gut-bacteria-affect-cancer-risk-and-response-to-treatment-75699
本文由张春玲翻译，江舜尧编辑。欢迎联系江舜尧（微信二维码见本末）获取免费转载权限；没有获得授权不能转载。
如何快速学习微生物组学等生信分析？可以参加我们的研讨班。详情请点击：
（1）微生物组学分析研讨班通知（10月18-20日）
（2）生物信息分析培训通知（2017年10月份）
如何降低科研成本？可以和我们3000群友一起团购。详情请点击：
（1）菌群结构谱测序分析（16S/18S/ITS）团购邀请
（2）宏基因组测序分析团购邀请
想加入我们微生态学术群吗？可以长按或扫描以下二维码，审核通过后我们邀请您加入。这些微信群旨在为微生态研究者提供交流平台，而且我们会通过网络举办一系列的微生态研究技术讲座，分享一系列相关研究文献，举办一系列交流研究成果的学术活动。
【参考文献】
【1】What do the bacteria living in your gut have to do with your immune system？
【2】The microbiome and innate immunity
Nature doi：10.1038/nature18847
【3】Gut instinct： how the way you’re born and fed affect your immune system
【4】Microbiota-induced activation of epithelial IL-6 signaling links inflammasome-driven inflammation with transmissible cancer.
Proc Natl Acad Sci U S A doi： 10.1073/pnas.1307575110
【5】Long-term use of antibiotics and risk of colorectal adenoma
BMJ DOI：10.1136/gutjnl-2016-313413
【6】Microbiota： a key orchestrator of cancer therapy.
Nat Rev Cancer doi： 10.1038/nrc.2017.13.
【7】Commensal Bacteria Control Cancer Response to Therapy by Modulating the Tumor Microenvironment
Science DOI： 10.1126/science.1240527
【8】Developmental Regulation of Drug-Processing Genes in Livers of Germ-Free Mice
Toxicol Sci DOI：10.1093/toxsci/kfv110
【9】Evaluation of mucositis induced by irinotecan after microbial colonization in germ-free mice
Microbiology doi： 10.1099/mic.0.000149
【10】The Economic Burden of Toxicities Associated with Cancer Treatment： Review of the Literature and Analysis of Nausea and Vomiting， Diarrhoea， Oral Mucositis and Fatigue
PharmacoEconomics DOI： 10.1007/s40273-013-0081-2
【11】Intestinal microbiome analyses identify melanoma patients at risk for checkpoint-blockade-induced colitis.
Nat Commun doi： 10.1038/ncomms10391
【12】The Detection of Patients at Risk of Gastrointestinal Toxicity during Pelvic Radiotherapy by Electronic Nose and FAIMS： A Pilot Study
Sensors doi：10.3390/s121013002
【13】How our gut bacteria affect cancer risk and response to treatment
