一项新的研究表明，癌症患者对免疫疗法的应答可能受到肠道微生物组成员及这些成员产生的代谢物的影响。这项研究揭示了肠道微生物组、肠道代谢组和免疫治疗应答之间的相互作用，确定了改善治疗效果的潜在生物标志物。
免疫检查点阻断疗法（比如抗PD-1和抗CTLA-4疗法）彻底改变了癌症治疗，但只对一小部分患者有效。因此，人们迫切需要了解哪些因素可预测免疫检查点阻断疗法的效果。
一项新的研究表明，癌症患者对免疫疗法的应答可能受到肠道微生物组成员及这些成员产生的代谢物的影响。这项研究揭示了肠道微生物组、肠道代谢组和免疫治疗应答之间的相互作用，确定了改善治疗效果的潜在生物标志物。
这篇题为“Interplay between gut microbial communities and metabolites modulates pan-cancer immunotherapy responses”的论文于2月4日发表在《Cell Metabolism》期刊上。
在这项研究中，研究人员利用使用宏基因组测序技术分析了165名实体瘤患者粪便样本中的微生物组模式，这些患者接受了抗PD-1或抗PD-L1免疫检查点阻断疗法的治疗。他们还纳入了156名参与者的粪便代谢组学数据，以及小鼠模型肿瘤样本的单细胞RNA测序数据。
共同通讯作者、上海交通大学医学院陈豪燕研究员解释说：“之前的研究表明，肠道微生物组会影响免疫治疗的应答，而我们的研究则采用了一种更深入的多组学方法，鉴定与不同癌症的治疗结果相关的独特微生物特征。”
通过比较免疫治疗应答者和无应答者的微生物序列和代谢数据，研究团队追踪到了免疫检查点阻断治疗应答的特征，突出了五种与应答相关的肠道微生物分型，分别以瘤胃球菌、大肠杆菌、拟杆菌、梭菌或普氏菌的微生物为标志。
“这些肠型不仅与不同的细菌组成有关，还具有独特的代谢特征，”陈博士谈道。他认为这些结果表明有望通过分析肠道微生物群落来寻找免疫治疗应答的线索。
他们利用另外138名癌症患者的数据以及已发表的568名癌症患者的微生物宏基因组数据验证了肠道微生物组与免疫治疗应答的关系，然后重点研究了一种被称为苯乙酰谷氨酰胺（PAGln）的微生物代谢物，这种代谢物似乎与抗PD-1免疫治疗应答的降低尤其相关。
“我们的研究发现，PAGln通过抑制T细胞活化，对抗PD-1疗法的免疫应答产生负面影响，”他谈道。“这强调了PAGln等代谢物在调节免疫反应和可能导致免疫治疗耐药方面的关键作用。”
研究人员利用多组学数据以及免疫治疗应答特征，发现基于九种微生物代谢物的特征有望预测733名癌症患者的免疫治疗应答，其中包括研究参与者和之前四项研究的参与者。基于十几种肠道微生物和三种微生物代谢物的特征进一步提高了预测性能。
作者写道：“基于特征的模型在预测治疗应答方面表现出了良好的准确性，”他们补充说，目前的结果 “有望指导癌症免疫治疗的临床决策”。
研究人员认为，从更广泛的意义上讲，这些发现最终可能会促使人们探究基于微生物组的干预措施，比如粪菌移植（FMT），这也许能将肠道微生物组转变为与免疫治疗应答相关的状态。
“我们将继续探索粪菌移植，将其作为一种潜在策略，对免疫治疗耐药患者的肠道微生物组进行重编程，”陈博士说。“此外，我们也在研究其他的微生物代谢物，它们可能会进一步解释免疫应答的差异，并改善癌症免疫治疗的效果。”
