在2024年8月8～11日举行的2024年中国医师协会消化医师分会年会中，浙江大学医学院附属第二医院的王良静教授针对「肠道共生菌与肿瘤免疫治疗」的讲题进行了精彩分享，现将相关内容分享如下。
目前，肿瘤免疫检查点阻断（ICB）治疗在肿瘤领域得到了广泛应用，对 ICB 治疗的研究日益增加。然而不同实体瘤之间、不同患者之间的疗效差异很大，在结直肠癌中仅有约 15% 的 dMMR-MSI-H（微卫星不稳定状态）携带患者可能在 ICB 治疗中获益，这大大限制了其应用。因此，需要寻找安全、有效的辅助方案来增强免疫治疗效果。
肠菌在 ICB 治疗中崭露头角
微生物组应用于精准医学是当前增敏免疫治疗的热点和新趋势。现有的主要方法包括：
1、补充微生物（如益生菌/益生元补充、工程菌改造、粪菌移植）。
2、靶向性清除疾病相关有害菌（如噬菌体疗法、捕食性细菌）。
3、靶向菌群代谢产物、衍生分子（如短链脂肪酸、胆汁酸、吲哚代谢物等）。
微生物菌群用于增敏免疫治疗的基础研究最早可以追溯到 2007 年，到 2015 年已经有了临床前研究，但真正走上临床应用是在 2020 年以后。全世界最早的相关临床研究是粪菌移植（FMT）用于治疗 PD-1 单抗不敏感的黑色素瘤患者。发展到目前，已有越来越多在注册的菌群参与免疫治疗响应的临床试验。
单菌即能发挥作用
对于单种益生菌在免疫治疗辅助方案中是否起到作用，Sumanta K Pal 团队最近进行了两项相关临床研究。
首先是在转移性肾癌患者中，单菌 CBM588 联合双 ICB 治疗（纳武单抗联合伊匹木单抗）与单纯双免疫检查点阻断治疗进行比较，结果显示单菌联合治疗的缓解率为 58%，而单纯双 ICB 治疗的缓解率为 20%，由此可见，仅补充单种益生菌在临床中也可以起到一定的增敏免疫治疗效果。
第二项研究将单纯纳武单抗联合卡博替尼治疗同 CBM588 联合双靶治疗的疗效进行比较，结果联合 CBM588 后转移性肾癌患者的缓解率从 20% 提高至 74%，证明单种益生菌在增敏免疫治疗中的强大潜力，尽管其中的机理尚不清楚。
肠菌辅助免疫治疗的机制探究
上海交通大学房静远教授团队研究发现，PD-1 单抗低应答的转移性结直肠癌患者具有更多的具核梭菌产生的琥珀酸。进一步发现具核梭菌产生的琥珀酸抑制了 cGAS-IFN-β 途径，从而限制 CD8+ T细胞向肿瘤微环境（TME）的迁移来抑制抗肿瘤反应。
房教授团队的另一项研究发现，在 CTLA4 和 PD-1 双重检查点阻断治疗中，应用普氏粪杆菌获得了双重效应——它不仅通过活化 T 细胞起到抗肿瘤作用，同时又能减少免疫检查点抑制剂（ICI）相关性结肠炎等严重不良反应，对临床应用有重要意义。
香港中文大学于君教授团队的研究揭露了鸡乳杆菌代谢产物通过调控 IDO1/Kyn/AhR 轴抑制 Treg 细胞，增强 PD-1 单抗在结直肠癌中的疗效。此外团队最近通过一系列体内外实验揭示了厌氧消化链球菌通过激活髓源性抑制细胞及其免疫抑制活性介导 PD-1 单抗耐药，从而促进结直肠癌进展。
肠菌助力泛肿瘤免疫治疗
王良静教授团队着重于研究肠道稳态及相关疾病的微生态干预，试图从肠道稳态失衡、炎症介导、肿瘤形成这个过程中，从免疫治疗的角度寻找相应靶点。以下以约氏乳杆菌和青春双歧杆菌为例介绍相关研究。
王教授团队近期在《细胞》杂志上发文揭示约氏乳杆菌和生孢梭菌合作产生的色氨酸代谢物吲哚-3-丙酸（IPA），能增敏多种实体瘤的免疫治疗，对肿瘤泛癌治疗具有重要意义。
研究发现不同笼小鼠对 PD-1 单抗治疗反应出现差异，与临床实践观察到的情况类似。将不同响应的小鼠粪便移植至受体鼠并再进行 PD-1 单抗治疗，结果显示移植反应较差粪便的小鼠治疗反应性低于移植反应良好粪便的小鼠，提示肠道菌群可影响 ICB 的治疗反应。并且测序发现 PD-1 单抗治疗有效的小鼠粪菌中约氏乳杆菌丰度更高，该菌在炎症及晚期癌变的情况下会出现丰度下降，当给予小鼠约氏乳杆菌补充联合 PD-1 单抗治疗后肿瘤明显缩小。
为探寻作用机制，团队通过不同方式处理约氏乳杆菌，发现其与代谢产物 IPA 依赖于 CD8+ T 细胞来增强 ICB 治疗的反应性。研究者进一步通过单细胞 RNA 测序、单细胞 T 细胞受体测序和单细胞染色质可及性测序等技术，探索 IPA 对小鼠 CD8+ T 细胞亚群的影响。结果显示，IPA 显著激活了高表达 TCF-1（由 Tcf7 基因编码）的 Tpex 细胞和 Teff 细胞，其中 Tpex 细胞作为 PD-1 单抗治疗响应的关键亚群，具有干性特征，能分化为具有抗肿瘤作用的杀伤性 T 细胞。敲除 Tcf7 基因后发现 IPA 仅对未敲除小鼠有抗肿瘤效果，团队进一步研究发现 IPA 通过修饰 Tcf7 基因超级增强子区域的 H3K27 位点乙酰化来激活 Tpex 细胞，促进其向 Teff 细胞分化，从而增强 ICB 治疗的应答性。
团队进一步探讨约氏乳杆菌是否独立或需其他菌群辅助产生 IPA。肠道菌群将色氨酸转化为 IPA 需经吲哚-3-丙酮酸（IPYA）、吲哚-3-乳酸（ILA）等中间产物。实验发现体外培养约氏乳杆菌后，上清液中 IPA 浓度不高，但 ILA 显著升高，提示 ILA 至 IPA 转化需要额外菌群的参与，推测约氏乳杆菌产生的 ILA 在体内被其他菌转化为 IPA 以发挥功效。
灌胃约氏乳杆菌可增加粪便中生孢梭菌的丰度，在无菌鼠模型中，约氏乳杆菌与生孢梭菌联合能促进 IPA 大量产生，增敏免疫治疗疗效。最后，在多种乳腺癌、黑色素瘤、结直肠癌的自发、皮下移植、原位癌小鼠模中均验证了 IPA 对 Tpex 细胞和免疫治疗的调控作用。结直肠癌患者来源的类器官同样显示 IPA 增加 CD8+ T 细胞及 Teff 细胞效应分子的表达，间接验证了其临床治疗中的潜力。
青春双歧杆菌最早是在衰老人群肠道中发现的，该菌能调控肠道干细胞增殖，并调节氧化应激水平，延缓多种模式生物的衰老。此前，王良静教授团队做了一系列研究揭示了青春双歧杆菌重塑肿瘤微环境来抑制结直肠癌发生发展。最近，他们发现青春双歧杆菌对 PD-1 单抗治疗也有增敏作用，与约氏乳杆菌不同，它主要是通过菌体成分肽聚糖起作用。他们发现了青春双歧杆菌在肿瘤免疫作用中的异位现象——该菌先定植在肠系膜淋巴结中，再转移到肿瘤微环境区域。目前相关研究工作仍在进行中。
总结
肠道菌群与肿瘤免疫治疗的相关研究工作充满可能性。一方面，如何高效挖掘和鉴定在肿瘤化疗、免疫治疗过程中扮演重要角色的肠道菌群及其代谢产物有待进一步明确，这一过程机制上涉及的生物通路错综复杂，需要更多剖析与探索。另一方面，从研究中分离出的肠道菌群及其代谢产物在临床实践中的潜在应用前景，同样值得高度重视。针对特定肠道单菌开展临床试验的可行性，肠道菌群在缓解 ICI 相关不良反应方面的潜力，都值得我们进一步实践与探索。
讲者 & 审核专家
王良静 教授
浙江大学医学院附属第二医院
教授、主任医师、博士生导师
浙江大学求是特聘医师
浙江大学医学院附属第二医院副院长
中华医学会消化分会委员
中国医师协会消化分会常委
浙江省抗癌协会胃癌专委会主委
浙江省预防医学会老化病预防与控制专委会主委
投稿：tangshixuan@dxy.cn
