增强身手,展示新时代合格员 肠道菌群 展示“奇特”的身手
胡德荣
越来越多的依据标明,杂乱的肠道菌群在大肠肿瘤的发作中起着重要效果。
大肠癌患者手术、化疗后复发,或许是具核梭杆菌惹的祸。这项由上海市消化疾病研讨所所长、上海交通大学医学院隶属仁济医院消化科主任房静远领衔的研讨,不久前宣布在世界闻名期刊《细胞》杂志上。美國麻省理工学院两位教授在当期杂志宣布述评,称该研讨为大肠癌医治找到了靶点。
肠道里的菌群看似细小,效果却如此巨大?在大肠肿瘤的发作、开展进程中,肠道菌群呈现出怎样的改动?对肠道菌群的人为干涉,怎么更好地造福人类健康?带着这些问题,记者采访了房静远教授。
肠道菌群与人体“互利共生”
人类许多肿瘤被报导与微生物感染直接相关,如胃癌与幽门螺杆菌、宫颈癌与人类乳头状瘤病毒、肝细胞癌与乙型肝炎病毒等。
在世界范围内,大肠癌的发病率和死亡率均居各种恶性肿瘤前三位,对人类健康构成巨大要挟。无论是遗传性仍是散发性大肠肿瘤(包含腺瘤和腺癌),环境要素均是影响其发作的重要要素。
房静远介绍说:“环境要素如饮食、生活方式、肥壮、糖尿病等被以为对大肠肿瘤的发病有重要影响,而这些很大程度上是经过人体肠道菌群的代谢活动构成的。”
肠道菌群的代谢活化效果与人体的健康亲近相关,现在已证明其首要机制是参加致癌物、共致癌物或致癌物前体及DNA损害因子的发作,直接影响结直肠上皮代谢,在大肠肿瘤发作的开始阶段发挥效果。
人类胃肠道蕴藏着一个杂乱而丰厚的微生物群落,在结肠中栽培有约500种、数量多达10的13次方以上的微生物。肠道菌群与人体本身并不仅仅是简略的一同存在,而是“互利共生”联络。
虽然在肠道不同的解剖方位,菌群的构成是相对安稳的,但菌群的肯定数量改动很大。胃及小肠因为肠腔内的酸、胆汁及胰腺排泄液等可杀死大都肠道微生物,仅定植少数细菌;大肠是菌群生态体系极端杂乱的旅居场所,其细菌散布密度很高,数量可达10的10次方;粪便团块也首要由细菌组成,约占粪便固体的60%。
人体在健康情况下,肠道菌群坚持相对安稳。这种平衡状况可由运用抗生素、饮食干涉、感染、外科手术、肿瘤、免疫功用低劣等打破,表现为细菌组成品种、数量、份额、定位和代谢特征的改动。肠道菌群与固有免疫及适应性免疫、推陈出新、养分取得、胃肠学及体内平衡均有相关,细菌改动与大肠肿瘤、炎症性肠病、肠易激综合征甚至缓慢代谢性疾病如肥壮、糖尿病的发作开展具有十分亲近的联络。房静远说,常驻肠道菌群在人体主肠道内构成一道生物屏障,反抗外袭致病菌的侵略、久居,对阻挠病原菌侵略人体安排起到重要效果。常驻菌群品种与数量的平衡可为个别肠道微生物群落供给安稳的状况。
人体和细菌在黏膜外表的相互效果好像在免疫体系的开展中扮演了重要人物。正常的肠道菌群能够调理一系列广泛的、功用各异的免疫相关基因的激活或封闭,诱导T细胞和B细胞的活化,然后协助人体抵挡外来病原菌的损害。
益生菌的活动影响癌前病变
越来越多的依据标明,杂乱的肠道菌群在大肠肿瘤的发作中起着重要效果。动物试验发现,在无菌条件下比惯例微生物环境中有大肠肿瘤易感基因的骤变小鼠肿瘤发作显着削减。但是,与大肠肿瘤具有直接因果联络的微生物感染(细菌或病毒)没有断定,或许的病原体包含致病性大肠杆菌、拟杆菌属、牛链球菌、多瘤病毒、人乳头瘤病毒和巨细胞病毒等。
房静远说,大肠肿瘤是肠道微生态相关性疾病。法国一位教授将大肠肿瘤患者粪便移植到无菌的小鼠肠道内,发现这只小鼠肠黏膜呈现异常隐窝灶和细胞增殖,运用化学诱癌剂,则较之对照组更简单呈现大肠肿瘤。
大规模流行病学查询发现,大肠癌高发区域与低发区域人群的肠道菌群组成有很大差异,其结构和特性在大肠癌、癌前病变患者和高危人群中也发作了显着改动。许多研讨标明,大肠癌患者的肠道菌群结构与健康个别比较具有显着差异,首要表现为有害菌的添加和有利菌的削减。
短链脂肪酸是人体肠道内最重要的一类细菌代谢终产品,是由肠道菌群分解食物中的膳食纤维而发作的含2个~6个碳链的小分子内源性代谢产品。丁酸盐是短链脂肪酸的一种,是结肠上皮能量的最重要来历。除了能量代谢之外,丁酸盐还具有一些益于肠道健康的重要功用,如保持肠黏膜完整性、调理人体免疫反响、协助肠神经元老练等。别的,丁酸盐还能够下降肠道上皮细胞的DNA氧化损害,诱导DNA损害的细胞发作分解凋亡,按捺肿瘤细胞的成长增殖,以及下降具有促癌效果的酶的活性,然后按捺肠道炎症和大肠肿瘤等疾病。
“上海交通大学赵立平教授的一项研讨发现,大肠癌患者的拟杆菌门数量削减,而变形菌门数量增多,特别是丁酸盐发作菌的显着下降和条件致病菌的显着升高,或许是大肠癌患者肠道菌群结构改动的首要特点。”房静远说。
所谓益生菌,是指在临床试验中已被证明投入后经过改进宿主肠道菌群生态平衡而发挥有利效果,到达进步人体健康水平缓健康状况的活菌制剂及其代谢产品。现在,大部分益生菌是乳酸杆菌和双歧杆菌,经过调理肠道微生态平衡和宿主-菌群的共代谢来发挥效果。益生元则是指能够在人体内被肠道菌群运用,然后激起有利菌(包含益生菌)的成长和代谢的食物成分。现在在临床中运用最为广泛的益生元,包含果寡糖、寡聚半乳糖、乳酮糖和菊粉等。益生菌和益生元一同运用时,称为合生元。
益生菌的活动更有或许影响癌前病变的构成或肿瘤发作的前期进程,而乳果糖、乳铁蛋白等益生元和膳食纤维的添加剂则更有助于按捺肿瘤的开展进程。根据动物模型取得的数据,益生菌和益生元的运用已被证明能够经过对病原体的按捺、优化消化进程、供给免疫影响以及抗肿瘤活性具有部分和全身效果。在人群中,其干涉防备和医治效果因人而异。
构建新平衡可造福人类健康
大肠肿瘤的发作是一个绵长的进程,肠道上皮细胞阅历了“正常—过度增生—腺瘤—腺癌”的演化进程。在此进程中,肠道菌群有或许呈现动态改动,重复呈现新的平衡。endprint
健康状况下,肠道菌群与人体和肠道微环境坚持着平衡状况。当肠道菌群遭到体表里的各种影响时,平衡状况被打破,可复性使菌群组成结构具有向平衡狀态改动的倾向。在某些条件下,如遗传、饮食、环境等多方面要素导致肠道中易诱发大肠肿瘤发作的致病菌占优势,其效果增强。这些肠道致病菌发挥主动性致癌效果而进一步诱发肿瘤。
与此同时,肿瘤的成长使结肠黏膜的屏障功用改动,结肠上皮细胞损害,肠道部分微环境发作改动,原有的菌群平衡被打破,而菌群本身的可复性使全体肠道菌群不断倾向于新的肠道微环境平衡态。在此进程中,较合适此环境的肠道细菌不断繁衍,不适于在此环境中存活的细菌便不断削减甚至消除,由此所构成的新的平衡态反映了肠道菌群对大肠肿瘤的效果。若具有促肿瘤效果的细菌占优势,则菌群推进肿瘤的发作开展。反之,若具有按捺肿瘤效果的细菌占优势,则菌群对肿瘤的发作开展发挥维护效果。但是,肠道微环境的改动怎么、肠道菌群平衡态的详细构成以及二者之间存在何种联络,仍待进一步研讨讨论。
房静远说,总而言之,肠道是一个由肠道菌群和人体一同保持的微生态体系,这一体系结构和功用的安稳关于互利共生的两边都具有严重的含义。大肠肿瘤作为影响人类健康的一种严重疾病,长期以来一直是临床和基础医学研讨的热门。而肠道细菌能够经过影响人体的代谢和免疫进程来影响结直肠甚至整个消化体系的正常生理状况和功用,进而对大肠肿瘤的发作危险构成影响。因而,需求更进一步的研讨来知道肠道细菌、代谢物和肿瘤发作之间的联络。跟着这些问题的处理,咱们将愈加全面深刻地知道人体肠道菌群对大肠肿瘤的效果机制以及菌群在肿瘤影响下本身的开展改动,这将会为临床防备及医治大肠肿瘤供给有力的理论指导。
据房静远介绍,上海儿童医院早在2014年就建立了“肠道菌群银行”,将健康人粪便中的功用菌群移植到需求的小患者胃肠道内,纠正肠道微生态失调状况,康复肠道功用。可见,肠道菌群是人体的亲近同伴,肠道微生态是人体的“功用器官”,用好了可造福人类健康。
肠道微生态有望猜测患病危险,检测试剂盒可精准猜测大肠癌。这次房静远团队发现,在大肠癌复发患者中肠菌具核梭杆菌含量显着升高,并清晰了该菌诱导癌细胞自噬而导致化疗耐药与肿瘤的术后复发机制,然后引起大肠癌患者五年生存率下降。该团队科研人员正在研制根据肠菌的相关检测试剂盒,未来可用于大肠癌的精准猜测和靶向医治。但是房静远坦言,从研讨成果到很多的临床试验,再到推向市场真实完成产业化以造福人类,还需求一个绵长的进程。
房静远,国家二级教授、主任医生、博士生导师。上海交通大学医学院隶属仁济医院副院长、消化科主任兼大内科主任,上海市消化疾病研讨所所长。上海市消化内科临床医学中心主任,上海市消化内科临床质控中心主任,卫生部内科消化要点试验室主任。我国医生协会消化医生分会副会长、我国医促会消化病学分会主任委员、中华消化学会常委兼副秘书长和肿瘤组长、上海市消化学会上一任主任委员。endprint