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导语：一项发表在Nature上的研究通过深入分析小鼠模型，科学家们发现抗生素治疗能显著降低化学诱导的膀胱癌风险，为利用微生物群调控癌症提供了有力证据。
随着对微生物组研究的不断深入，人们逐渐认识到肠道微生物群与多种疾病的关联，尤其是在癌症领域。尽管已有研究指出肠道微生物可能通过多种途径影响肿瘤的发生和发展，但它们如何具体影响化学致癌物的代谢，以及这一过程如何调控肿瘤发展的详细机制，仍是当前研究的空白。
2024年8月，Nature发表的一篇题为“Gut Microbiota Carcinogen Metabolism Causes Distal Tissue Tumours”的文章，为理解这一复杂关系提供了新的视角，提供了新的研究视角和潜在的干预策略。
探索微生物与致癌物的交互作用
研究采用了实验动物模型和微生物组学分析相结合的方法，旨在深入探究肠道微生物群如何通过代谢环境污染物影响肿瘤的发展。研究中，C57BL/6J小鼠被随机分为两组：一组接受抗生素处理，另一组不接受处理，同时通过饮用水给予化学致癌物BBN。
研究的主要终点是评估膀胱肿瘤的发生率和严重程度，次要终点则包括监测尿液和组织中BBN及其代谢产物BCPN的浓度变化。此外，通过16S rRNA测序技术，研究团队详细分析了小鼠肠道微生物群的组成变化。
肠道微生物群对肿瘤发展的调控作用
研究结果揭示了肠道微生物群对膀胱肿瘤发展的显著影响。在经过抗生素处理的小鼠中，81%未表现出任何膀胱肿瘤病变，而在未处理组中，这一比例仅为23%，差异具有显著的统计学意义（χ²检验，P=1.6 ×10⁻⁵）。
此外，通过LC-MS技术，研究团队发现抗生素处理小鼠的膀胱组织中BCPN的浓度显著低于未处理小鼠（P=2.31 ×10⁻³），这一发现表明肠道微生物群的代谢活动可能通过减少BCPN的体内积累，进而降低肿瘤的发生风险。
进一步的分析显示，ABX–BBN处理组小鼠尿液中BCPN的排泄显著低于BBN处理组（P=2.33 ×10⁻³），而BBN的排泄在两组之间没有显著差异。这些结果表明，肠道微生物群的代谢活动不仅影响了BCPN的产生，还可能通过调节其在体内的分布和排泄，进而影响肿瘤的发展（图1）。
注：a. 设计小鼠实验以研究BBN诱导的膀胱癌；b. 在饮用水中给予BBN 20周后，代表性的膀胱组织学图像用于对膀胱癌发展阶段进行分类；c. 左侧：对各自组别中具有特定膀胱癌发展阶段的小鼠数量进行量化，右侧：BBN和BCPN的化学结构；d. 在没有（n=37）或有（n=38）ABX处理的情况下，BBN处理3、7和12周后膀胱组织中BBN和BCPN的浓度；e. 在BBN处理的3、6、7和12周时间点，收集在代谢笼中24小时的尿液中BBN和BCPN的积累（n=22和24）。
图1 抗生素处理降低了小鼠的化学致癌作用
肠道微生物群对其他致癌物的影响
在证实了肠道微生物群对BBN代谢的影响后，研究团队进一步探讨了其对其他结构相关的亚硝胺类致癌物的影响。结果显示，肠道微生物群同样改变了这些致癌物的毒代动力学，导致ABX处理后尿液中亚硝胺及其氧化代谢物的排泄减少，进一步证实了肠道微生物群在调控化学致癌物代谢中的重要作用。
总结讨论
这项研究的发现为理解肠道微生物群在癌症发展中的作用提供了新的视角，也为开发新的癌症预防和治疗策略提供了潜在的靶点。通过调节肠道微生物群，可能能够降低个体对化学诱导癌症的易感性，从而为癌症的预防和治疗开辟新的途径。
未来的研究将进一步探索肠道微生物群代谢特定致癌物的详细机制，并评估通过调节肠道微生物群来预防癌症的可行性。随着对肠道微生物群与健康关系的进一步理解，这一领域的研究有望为癌症管理带来革命性的改变。
参考文献
ROJE B, ZHANG B, MASTRORILLI E, et al. Gut microbiota carcinogen metabolism causes distal tissue tumours[J]. Nature, 2024, 632(8027): 1137-1144. DOI: 10.1038/s41586-024-07754-w.
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编辑：耳东
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