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免疫治疗太火了,奇点糕也是不想再多做描述。然而,由于个体差异等原因,免疫治疗火归火,疗效却一直是个不稳定因素,谁知道谁就是那个预后良好的幸运儿呢……

科学家们潜心寻找肿瘤生物标志物和辅助治疗方法,就想能为免疫疗法对抗肿瘤时加把力。在这之中,也有不少人想着:如果能一边吃着饭一边就把病养好了,那该多好。

近日,一篇发表在《细胞》上的文章提出,多吃膳食纤维,能够助力免疫治疗。[1]

来自美国国家癌症研究所的Romina S. Goldszmid和他的同事们发现,高纤维饮食有利于一些肠道菌群定植,这些肠道菌群通过STING-IFN-Ⅰ通路,能够有效调节肿瘤中单核吞噬细胞的组成,改善肿瘤微环境,提高免疫治疗的疗效。

论文首页截图

越来越多的研究表明,肠道菌群对免疫治疗的疗效起决定性作用[2]。大家都很好奇,远在肠道的菌群是给免疫细胞耳边吹了什么风儿,才能诱导肿瘤免疫。

在既往研究中,大多都在关注肠道菌群和适应性免疫之间的关系,比如改变肿瘤内CD4+T细胞、CD8+T细胞的浸润[3]。相比之下,固有免疫就显得有些被冷落了。

我们经常提到的固有免疫细胞有单核吞噬细胞、NK细胞等。其中,单核吞噬细胞又可进一步划分为单核细胞、树突状细胞、巨噬细胞。

这次,Goldszmid和他的同事们想看看肠道菌群能对这些单核吞噬细胞做什么手脚。

他们先是分别为正常小鼠和肠菌缺失小鼠植入EL4淋巴瘤,以此来观察肠道菌群对肿瘤中单核吞噬细胞的影响。

结果发现,这两种小鼠的肿瘤微环境中,单核吞噬细胞的组成具有显著差异。

在正常小鼠的肿瘤微环境中,富集的是一些有抑癌作用的单核吞噬细胞,像是树突状细胞、单核细胞,以及表达抗肿瘤基因的巨噬细胞;而在肠菌缺失小鼠的肿瘤微环境中,表达促癌基因的巨噬细胞发生富集。

另外,肠道菌群还就只调理肿瘤这片的树突状细胞。不管有没有肠道菌群,小鼠身上其它地方的淋巴结中,树突状细胞数量并没有差异。

这些结果也在MC38结直肠癌、黑色素瘤、乳腺癌这三种肿瘤模型上得到验证。

有肠道菌群定植的小鼠的肿瘤内,“友军”单核吞噬细胞更多。

这可真是不得了,肿瘤中的单核吞噬细胞“成佛”还是“成魔”,竟是肠道菌群说了算。

所以,肠道菌群对肿瘤中单核吞噬细胞说了什么?

Goldszmid和他的同事们发现,和正常小鼠相比,肠菌缺失小鼠的肿瘤中,IFN-Ⅰ水平明显更低,尤其是对NK细胞的招募和激活至关重要的IFN;一些与树突状细胞、单核细胞的招募、维持、功能相关的细胞因子、趋化因子也明显更少。

而引发这一切的导火索,是单核细胞中的STING通路。

STING的全称为干扰素基因刺激蛋白,是IFN-Ⅰ产生的主要调节因子。STING 通路在许多生理和病理过程中都占据重要地位,比如肿瘤免疫、细胞衰老、自身免疫性疾病等。于是,STING 激动剂被科学家视为免疫治疗的一个新“突破口”[4-6]

不过,我们体内就有现成的STING激动剂生产商——肠道菌群。微生物产生的环状二核苷酸能够使STING“激动”,激活STING通路。

在进行一系列研究后研究者们发现,肠道菌群通过cdAMP、cdGMP、cGAMP这三种CDNs来激活肿瘤中,单核细胞的STING信号通路,从而诱导产生IFN-Ⅰ。

而IFN-Ⅰ的水平上调,一方面增加NK细胞的数量和活性,激活树突状细胞;另一方面还影响了单核细胞的分化方向,生成抑癌的巨噬细胞。

肠道菌群依赖STING-IFN-Ⅰ通路来指挥肿瘤中的单核吞噬细胞

Goldszmid和他的同事们还用第三代铂类抗肿瘤药物——奥沙利铂试了一下水,结果从疗效上来看,有肠道菌群就是比没有强!

既然肠道菌群都能命令肿瘤中的单核吞噬细胞“从良”了,那么我们又如何“科学养菌”呢?

研究者们表示,多吃膳食纤维就好啦!

在对各种饮食方式层层筛选过后,研究者们发现,高纤维饮食下的肠道菌群能够利用STING-IFN-Ⅰ通路这一套指挥方式来改善肿瘤微环境,诱导IFN-Ⅰ水平上升,促进单核细胞的Ifn-b1以及NK细胞的Xcl1表达量增多。

而西方饮食下的小鼠,和对照组小鼠相比,它们的肿瘤中树突状细胞就更少,肿瘤更大。

高纤维饮食下,小鼠的肿瘤微环境得到很好改善,DCs、Mo、NK细胞的活性和数量增加

不仅如此,Goldszmid和他的同事们还对肠道菌群进行了“优选”,找出了在这条通路中指挥最卖力、最有效的菌群——Akkermansia菌群。

他们发现,和什么菌群都没有的小鼠相比,只有Akkermansia菌群定植小鼠的肿瘤中,树突状细胞明显增多,促癌/抑癌的巨噬细胞比例也大大下降。但当单独定植Lactobacillus reuteri等其它菌群时,效果就没有这么好。

刚才提到,肠道菌群要想打通肿瘤中单核吞噬细胞的任督二脉,激活STING-IFN-Ⅰ通路,需要cdAMP、cdGMP、cGAMP来激活单核细胞的STING。

在分析正常小鼠、仅有Akkermansia定植小鼠和肠菌缺失小鼠的肠道后发现,这三种CDNs,Akkermansia菌群都能产生,但在肠道内主要是产生的CDNs是cdAMP。

这么看来,在肠道的芸芸众菌之中,Akkermansia菌群是与肿瘤中单核吞噬细胞联系最密切的菌群了,主要通过产生cdAMP来有效调控肿瘤微环境中的单核吞噬细胞。而且膳食纤维吃得越多,Akkermansia菌群定植得越多。

在这个通路中,Akkermansia菌群表现最积极,在肠道内主要产生的CDNs是cdAMP

最后,Goldszmid和他的同事们还对高纤维饮食辅助免疫治疗的疗效进行了评估。不负众望,高纤维饮食下,肠道菌群激活STING-IFN-Ⅰ这条通路,改善肿瘤微环境, 确实能够加强小鼠对免疫治疗的响应。

总体来说,Goldszmid和他的同事们发现高纤维饮食有利于Akkermansia等肠道菌群定植,这些肠道菌群通过STING-IFN-Ⅰ通路诱导生成具有抑癌作用的巨噬细胞,并增加NK细胞和单核细胞、树突状细胞的数量和活性,从而改善肿瘤微环境,增强免疫治疗的疗效。

还记得前几日一个有趣的研究么,说高盐饮食有助于小鼠的肿瘤免疫[7],很多人对此质疑颇多啊。大家也稍安勿躁,不管吃什么,人肯定不能照着小鼠的吃法来啊。

不过,无论哪种饮食方式最终拔得头筹,入选免疫治疗的辅助方案,都说明一句话:保护肿瘤微环境,从肠道菌群开始做起。