腸道菌群對(duì)肝癌治療效果的影響研究進(jìn)展

李亞桐，趙中華，張潤(rùn)南，陳強(qiáng)譜，

1 濱州醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院普通外科，山東濱州 256600；2 濱州醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院臨床營(yíng)養(yǎng)科

原發(fā)性肝癌是消化道常見的惡性腫瘤，其發(fā)病率居世界第六位，病死率居世界第三位［1］。近年來(lái)，越來(lái)越多的研究表明，腸道菌群在肝癌的發(fā)生發(fā)展以及治療中發(fā)揮著重要作用。腸道菌群是人體中最大的微生態(tài)系統(tǒng)，參與機(jī)體多種生理過(guò)程，與肝臟、胃、腸等器官發(fā)揮生理功能密切相關(guān)。1998 年，MARSHLL 首次提出“腸—肝軸”概念，認(rèn)為腸—肝軸是膽汁酸、腸道代謝物以及外源性物質(zhì)在腸道與肝臟之間來(lái)回往返的一條固定通路［2］。腸道細(xì)菌及其代謝物一方面通過(guò)影響腸道屏障的完整性以及膽汁酸代謝而影響相關(guān)信號(hào)通路，從而導(dǎo)致肝癌發(fā)生；另一方面通過(guò)腸—肝軸循環(huán)進(jìn)入肝臟，激活炎癥反應(yīng)相關(guān)信號(hào)通路，從而促進(jìn)肝癌進(jìn)展［3］。最新發(fā)表的一篇關(guān)于腸道菌群與原發(fā)性肝癌關(guān)聯(lián)的雙樣本孟德爾隨機(jī)化和病例對(duì)照研究表明，瘤胃球菌科、卟啉球菌科和擬桿菌科與肝癌發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)降低有關(guān)，這表明腸道菌群對(duì)于肝癌的預(yù)防和治療具有重要意義［4］。目前，調(diào)節(jié)腸道菌群的方法有益生菌及糞便菌群移植［5］。同時(shí)，中醫(yī)藥也可以通過(guò)調(diào)節(jié)腸道菌群及其代謝產(chǎn)物，影響膽汁酸的分泌、轉(zhuǎn)運(yùn)及外排，達(dá)到改善肝臟免疫微環(huán)境、抑制肝臟腫瘤生長(zhǎng)的目的［6］。本研究總結(jié)了腸道菌群對(duì)肝癌手術(shù)治療、免疫治療、靶向治療、化療、放療效果的影響，為以腸道菌群為切入點(diǎn)提高肝癌治療效果提供參考依據(jù)。

1 腸道菌群對(duì)肝癌手術(shù)治療效果的影響

肝切除術(shù)作為肝癌治療的首選術(shù)式，對(duì)于符合手術(shù)適應(yīng)證的患者，該治療方案效果確切。但肝癌具有高復(fù)發(fā)率，肝癌術(shù)后5 年復(fù)發(fā)率高達(dá)60%，且主要集中在術(shù)后2年左右［7］。最近一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，肝切除術(shù)后復(fù)發(fā)可能與腸道菌群有關(guān)；該研究中肝切除術(shù)患者術(shù)后肝癌復(fù)發(fā)率為26.09%，復(fù)發(fā)組術(shù)后1、3 個(gè)月時(shí)的雙歧桿菌、乳酸桿菌、腸球菌、大腸桿菌豐度差值均高于未復(fù)發(fā)組，認(rèn)為腸道菌群與肝癌患者肝切除術(shù)后復(fù)發(fā)有關(guān)［8］。術(shù)后腸道各菌群豐度變化可能是肝癌患者肝切除術(shù)后復(fù)發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)因子，可做為術(shù)后復(fù)發(fā)的預(yù)測(cè)標(biāo)志物；早期動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)肝癌患者肝切除術(shù)后的腸道菌群豐度，若發(fā)現(xiàn)異常變化，可以通過(guò)口服益生菌等措施調(diào)節(jié)腸道菌群，以幫助恢復(fù)腸道菌群平衡，對(duì)減少術(shù)后復(fù)發(fā)可能有一定價(jià)值。也有研究表明，肝癌術(shù)后患者腸道菌群與術(shù)后感染的發(fā)生有關(guān)，發(fā)生術(shù)后感染的患者腸道菌群總豐度及菌落多樣性均低于術(shù)后未發(fā)生感染的患者［9］。在肝移植和肝切除術(shù)患者中，其手術(shù)前后使用益生菌或合生元治療可改善腸道菌群豐度及多樣性，并減少與生態(tài)失調(diào)相關(guān)的負(fù)面影響，如腸道通透性增加、免疫力低下和感染等，有助于減少術(shù)后并發(fā)癥的發(fā)生［10］。

2 腸道菌群對(duì)肝癌免疫治療效果的影響

腸道菌群可能影響患者對(duì)免疫檢查點(diǎn)抑制劑（ICIs）的治療反應(yīng)。ZHENG 等［11］研究認(rèn)為，腸道菌群的動(dòng)態(tài)變化可能與抗PD-1 免疫治療療效以及肝癌患者預(yù)后密切相關(guān)。研究表明，富含厚壁菌門的腸道菌群與黑色素瘤患者中對(duì)CTLA-4 免疫治療的有益臨床結(jié)局有關(guān)［12］。GOPALAKRISHNAN 等［13］研究發(fā)現(xiàn)，接受抗PD-1免疫治療且有客觀療效的黑色素瘤患者瘤胃球菌科的相對(duì)豐度升高。LEE等［14］在不可切除肝細(xì)胞癌（uHCC）患者接受ICIs 治療前采集其糞便樣本，并對(duì)有客觀療效和疾病進(jìn)展患者的糞便菌群和代謝產(chǎn)物進(jìn)行分析，結(jié)果顯示疾病進(jìn)展患者中富集普雷沃斯特細(xì)菌，而在有客觀療效的患者中毛霉菌、角毛菌和韋氏奈瑟菌占優(yōu)勢(shì)。ROUTY等［15］研究表明，抗生素的使用會(huì)使腸道菌群，并降低上皮性腫瘤患者的ICIs 治療效果。以上研究表明，不同的腸道菌群豐度會(huì)影響肝癌患者免疫治療的效果。

腸道菌群可能通過(guò)三個(gè)方面影響腫瘤患者的免疫治療效果。首先，腸道菌群可以直接刺激抗腫瘤T 淋巴細(xì)胞反應(yīng)，如雙歧桿菌可以直接或間接刺激樹突狀細(xì)胞，激活干擾素（IFN）基因，產(chǎn)生IFN-1、IFN-γ、腫瘤壞死因子α（TNF-α）和白細(xì)胞介素2（IL-2），增強(qiáng)CD8+T 淋巴細(xì)胞表達(dá)，提高小鼠腫瘤細(xì)胞對(duì)抗CD47免疫療法的敏感性［16］。其次，腸道細(xì)菌表面抗原和腫瘤細(xì)胞抗原可形成共同的抗原模擬物，觸發(fā)交叉抗腫瘤T 淋巴細(xì)胞反應(yīng)；如短雙歧桿菌表面的抗原SVYRYYGL（SVY），可與小鼠腫瘤模型新抗原SIYRYYGL（SIY）發(fā)生T 淋巴細(xì)胞交叉反應(yīng)；短雙歧桿菌可促進(jìn)SVY 反應(yīng)性T 淋巴細(xì)胞表達(dá)，作用于腫瘤細(xì)胞表面的SIY，增強(qiáng)CD8+T 淋巴細(xì)胞表達(dá)，抑制和殺死腫瘤細(xì)胞，從而減少腫瘤生長(zhǎng)，延長(zhǎng)患者的存活期［17］；平小腸球菌噬菌體的尾長(zhǎng)卷尺蛋白（TMP）與腫瘤細(xì)胞表面抗原具有共同的抗原TMP，可觸發(fā)交叉抗腫瘤T 淋巴細(xì)胞應(yīng)答，增加CD8+T 淋巴細(xì)胞表達(dá)，提高PD-1 阻斷劑的治療效果［18］。最后，腸道菌群還可以通過(guò)分泌調(diào)節(jié)劑或產(chǎn)生代謝物，如肌苷、膽汁酸和短鏈脂肪酸等，以提高肝癌細(xì)胞對(duì)凋亡誘導(dǎo)的敏感性，并增加晚期肝癌患者對(duì)ICIs 的治療反應(yīng)［19］?？傊c道菌群參與調(diào)節(jié)肝癌患者對(duì)免疫治療的反應(yīng)，其動(dòng)態(tài)特征可以預(yù)測(cè)肝癌患者免疫治療的效果，這對(duì)于疾病監(jiān)測(cè)和治療決策至關(guān)重要。

3 腸道菌群對(duì)肝癌靶向治療效果的影響

索拉非尼是一種多靶點(diǎn)酪氨酸激酶抑制劑，可抑制晚期肝癌的血管生成和腫瘤細(xì)胞增殖，并可通過(guò)抑制酪氨酸激酶和調(diào)節(jié)下游通路，如血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子受體（VEGFR）等，來(lái)抑制肝癌的進(jìn)展。SUH等［20］研究表明，腸道菌群可以調(diào)節(jié)小腸內(nèi)絨毛巨噬細(xì)胞分泌血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子（VEGF）-C，以保證乳糜的完整性和部分抗炎脂質(zhì)的吸收。HUANG 等［21］研究認(rèn)為，艱難梭菌感染期間分泌的兩種外毒素可誘導(dǎo)人結(jié)腸黏膜中VEGF-A 的表達(dá)，引發(fā)炎癥反應(yīng)并破壞結(jié)腸上皮屏障。因此，腸道菌群可能參與調(diào)節(jié)VEGF 的表達(dá)，并可能影響索拉非尼的療效。另外一項(xiàng)研究采用氨芐西林、新霉素、萬(wàn)古霉素和甲硝唑等抗生素干預(yù)肝癌小鼠動(dòng)物模型，然后進(jìn)行索拉非尼干預(yù)；結(jié)果顯示，索拉非尼可抑制肝癌細(xì)胞生長(zhǎng)，但抗生素的應(yīng)用降低了索拉非尼的治療效果，當(dāng)重新補(bǔ)充丁酸鹽后，患者的腫瘤體積減??；這表明短鏈脂肪酸作為腸道菌群最豐富的代謝產(chǎn)物，可以增強(qiáng)索拉非尼的治療效果［22］。

Wnt 抑制劑是一種通過(guò)抑制Wnt 信號(hào)通路，并誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡的肝癌靶向藥物。Wnt/β-連環(huán)蛋白通路被激活后肝癌細(xì)胞增殖能力升高，從而參與肝癌的發(fā)生發(fā)展。研究表明，腸道菌群代謝物尿苷能夠增加磷酸化β-連環(huán)蛋白表達(dá)，并阻斷其從細(xì)胞核內(nèi)轉(zhuǎn)移到細(xì)胞質(zhì)，從而引發(fā)Wnt/β-連環(huán)蛋白信號(hào)通路失活，抑制小鼠肝癌細(xì)胞增殖；這表明尿苷可以作為一種Wnt 抑制劑，有望成為肝癌的候選靶向治療藥物［23］。

瑞戈非尼是一種口服的小分子激酶抑制劑，常用于治療肝癌、轉(zhuǎn)移性結(jié)直腸癌和胃腸道間質(zhì)瘤。腹瀉是與瑞戈非尼相關(guān)的常見不良反應(yīng)之一，這種不良反應(yīng)是由于胃腸道中的腸道菌群β-葡糖醛酸酶（GUS）將無(wú)活性的瑞戈非尼—葡糖苷酸再活化為瑞戈非尼所致。GUS抑制劑可以通過(guò)抑制腸道菌群GUS來(lái)減少肝癌小鼠靶向治療的不良反應(yīng)［24］。另有研究表明，黃芪湯可以通過(guò)調(diào)節(jié)腸道菌群，改善索拉非尼所致的腹瀉［25］。以上研究說(shuō)明，調(diào)節(jié)腸道菌群有助于減少靶向藥物的不良反應(yīng)。

4 腸道菌群對(duì)肝癌化療效果的影響

腸道菌群已被確定為腫瘤患者對(duì)化療反應(yīng)的一個(gè)重要預(yù)測(cè)因素。一項(xiàng)研究對(duì)比了多種腫瘤患者接受化療的反應(yīng)，反應(yīng)較好的患者具有更高豐度的菌群多樣性和更豐富的特定菌種，包括擬桿菌、卵形擬桿菌、普氏菌等，而無(wú)反應(yīng)者則表現(xiàn)為更高水平的厚壁菌門［26］。此外，腸道菌群通過(guò)促進(jìn)藥物療效、影響抗腫瘤作用和毒性等來(lái)調(diào)節(jié)宿主對(duì)化療藥物的反應(yīng)［27］。LIU 等［28］研究發(fā)現(xiàn)，核酸桿菌是一種與胃腸道腫瘤發(fā)生有關(guān)的腸道菌群，其通過(guò)靶向TLR4/MyD88信號(hào)通路，降低miR-4802和miR-18a表達(dá)，激活自噬并上調(diào)自噬相關(guān)基因表達(dá)，從而導(dǎo)致胃腸道腫瘤的化學(xué)耐藥性。

研究顯示，姜黃素—鋅復(fù)合物與多柔比星聯(lián)合治療可通過(guò)影響腸道菌群的豐度，如降低厚壁菌門、提高擬桿菌屬的細(xì)菌種類，而改善腸道菌群，上調(diào)腸道緊密連接蛋白表達(dá)，增加腸道絨毛中杯狀細(xì)胞數(shù)量，改善小鼠腸道屏障完整性，最終提高了多柔比星的抗腫瘤作用［29］。相類似的還有華蟾素與順鉑聯(lián)合治療可以改善順鉑對(duì)肝癌小鼠腸道菌群多樣性和豐度的降低作用，糾正小鼠腸道微生態(tài)失調(diào)，提高腸道屏障功能，從而發(fā)揮延緩腫瘤進(jìn)展的作用［30］。另外，腸道菌群代謝產(chǎn)物丁酸鹽可以通過(guò)激活I(lǐng)L-12 信號(hào)通路，調(diào)節(jié)抗腫瘤細(xì)胞毒性CD8+T淋巴細(xì)胞的反應(yīng)，從而促進(jìn)奧沙利鉑的治療效果［31］。以上研究均證實(shí)，腸道菌群在提高腫瘤化療敏感性中具有重要作用。

5 腸道菌群對(duì)肝癌放療效果的影響

放療是不可切除肝癌患者的重要治療選擇，腸道菌群及其代謝產(chǎn)物會(huì)影響肝癌的放療效果和不良反應(yīng)的發(fā)生。最近一項(xiàng)研究表明，腸道菌群的組成與肝細(xì)胞癌患者對(duì)放療的反應(yīng)有關(guān)，在放療應(yīng)答患者中梭菌目、瘤胃球菌科和糞桿菌屬的豐度更高，而在無(wú)應(yīng)答患者中乳酸桿菌目豐度更高；該研究發(fā)現(xiàn)，腸道菌群會(huì)通過(guò)cGAS/STING/I-IFN 通路抑制抗原遞呈和效應(yīng)T 淋巴細(xì)胞功能，從而降低肝細(xì)胞癌的放療效果［32］。因此，腸道菌群可以通過(guò)激活免疫細(xì)胞、調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)和影響腫瘤微環(huán)境來(lái)影響肝癌放療的效果。

此外，腸道菌群及其代謝產(chǎn)物與放療的不良反應(yīng)有關(guān)。放射性腸炎是放療常見的不良反應(yīng)之一，患者常會(huì)出現(xiàn)腹瀉、腹痛、惡心、嘔吐，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致放療暫停，嚴(yán)重影響患者的生存預(yù)后。放療會(huì)破壞腸道屏障和黏液層，導(dǎo)致細(xì)菌易位，進(jìn)而引發(fā)炎癥反應(yīng)激活，導(dǎo)致腸炎的發(fā)生；同時(shí)，放療導(dǎo)致的菌群失調(diào)會(huì)引起腸道局部和全身免疫反應(yīng)，從而促進(jìn)腸炎發(fā)展［33］。GUO 等［34］研究發(fā)現(xiàn)，高劑量輻射后幸存小鼠腸道菌群中的毛螺菌科和腸球菌科豐度增加，這些菌群產(chǎn)生的短鏈脂肪酸能通過(guò)減輕造血和胃腸組織的DNA 損傷和活性氧釋放，幫助小鼠抵抗輻射，提示微生物群—代謝產(chǎn)物軸在輻射保護(hù)方面具有一定作用，為治療輻射暴露的不良反應(yīng)提供新的治療方向。目前，腸道菌群與肝癌放療的關(guān)系仍然是一個(gè)新興的研究領(lǐng)域，還需要更多的臨床實(shí)驗(yàn)和研究來(lái)驗(yàn)證。

綜上所述，腸道菌群在肝癌的發(fā)生、發(fā)展以及治療中發(fā)揮著重要作用，并影響肝癌患者手術(shù)治療、免疫治療、靶向藥物、化療以及放療的療效或不良反應(yīng)。腸道菌群未來(lái)有可能成為肝癌預(yù)防、診斷、治療的新靶點(diǎn)，而通過(guò)益生菌、中醫(yī)藥等調(diào)節(jié)腸道菌群可能是一種輔助肝癌治療的新策略。對(duì)腸道菌群的深入研究以及當(dāng)前微生物技術(shù)的快速發(fā)展有助于進(jìn)一步探索腸道菌群影響肝癌治療效果的核心機(jī)制，這對(duì)于開發(fā)新的診療模式和個(gè)性化治療具有重要意義。