结直肠癌(CRC),作为紧随肺癌之后的全球第二大癌症致死病因,每年新增病例高达185万例,并预计导致超过85万人死亡。近年来,肠道菌群在CRC治疗进程中的角色受到广泛关注,特别是具核梭杆菌(Fn)这一特定细菌,在CRC患者肿瘤及粪便样本中的高丰度与健康人群形成鲜明对比。Fn,作为一种独特的梭状、不产孢子且厌氧的革兰氏阴性菌,其在结肠内的异常增殖与CRC的发病、进展、化疗耐药及免疫抑制微环境的形成紧密相关。此外,Fn通过分泌RadD、Aid1和FomA等粘附素,强化细菌间的聚集,形成坚韧的生物被膜,从而削弱抗生素的疗效。
鉴于此,开发非抗生素手段以清除CRC肿瘤内的Fn变得尤为重要,旨在增强CRC的治疗效果。科研人员已探索了多种策略来对抗Fn及其生物被膜,包括天然提取物、无机与有机化合物、聚合物、无机-有机复合材料、噬菌体、益生菌以及疫苗等(如图1所示),每种策略均展现出独特优势但也伴随着潜在局限性。这些研究成果为未来设计针对CRC相关Fn的抗菌材料并推动其临床应用提供了宝贵的参考。
然而,当前面临的挑战依然严峻:如何在CRC复杂的微环境背景下,结合Fn的特性,创造出既能在肠道环境中高效工作又具备良好安全性的高选择性抗菌材料。这要求我们在材料设计上实现精准靶向、高效清除Fn的同时,确保对正常肠道菌群及宿主组织的最小影响,从而在有效性与安全性之间找到完美的平衡点。
图1. 抗Fn及其生物被膜的方案
最近,天津工业大学高辉教授课题组在Exploration发表了综述文章“Emerging Strategies for Combating Fusobacterium nucleatum in Colorectal Cancer Treatment: Systematic Review, Improvements and Future Challenges”。作者在介绍Fn与CRC发生、发展、转移、化疗及免疫治疗密切联系的基础上,总结了近年来通过非抗生素杀菌手段,抑制Fn及其生物被膜的最新研究进展,深入剖析了抗菌机制、优势与弊端、临床转化潜力等,重点讨论了各种抗菌手段在肠道应用环境中的适应性、有效性和安全性,并对Fn抵抗策略及CRC治疗的发展趋势、可能的改进方法和临床应用过程中所面临的挑战等,进行了全面且深入的展望。
该工作第一作者为天津工业大学博士生刘宏宇和余云健博士,通讯作者为天津工业大学高辉教授和吉林大学杨英威教授。这项工作得到了国家自然科学基金(联合基金重点项目U20A20260/面上项目22075209)以及天津市重点基金(22JCZDJC00570)的支持。
本文内容基于Wiley出版集团合作期刊 Exploration 以Review发表的"Emerging Strategies for Combating Fusobacterium nucleatum in Colorectal Cancer Treatment: Systematic Review, Improvements and Future Challenges".
DOl: 10.1002/EXP.20230092
引用格式:
H. Liu, Y. Yu, A. Dong, M. Elsabahy, Y. -W. Yang, H. Gao, Exploration 2024, 4, 20230092. https://doi.org/10.1002/EXP.20230092
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