優(yōu)化肝癌治療新策略
——靶向菌群

周玉平 岑錫侃 鄧凱莉

作者單位： 315020 寧波大學(xué)附屬第一醫(yī)院/寧波大學(xué)消化疾病研究所/寧波市胃腸與肝病轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（周玉平）

315211 寧波大學(xué)醫(yī)學(xué)部（岑錫侃 鄧凱莉）

肝細(xì)胞癌（HCC）是原發(fā)性肝癌的常見類型，占85%以上。2020 年全球新發(fā)肝癌病例數(shù)達(dá)91 萬例，死亡病例數(shù)83 萬例，預(yù)計(jì)到2040 年，全球新發(fā)肝癌病例數(shù)將增加55.0%，達(dá)140 萬人，而死亡病例數(shù)將增加56.4%，達(dá)130 萬人［1］。在我國，原發(fā)性肝癌尤其高發(fā)，位列我國惡性腫瘤第4 位和腫瘤致死病因的第2 位［2］。目前藥物療法對于中晚期肝癌的治療效果并不理想，即使一些藥物在開始時(shí)對中晚期肝癌患者有效，隨著治療時(shí)間的推移，肝癌細(xì)胞可能會(huì)產(chǎn)生耐藥性。盡管一些新的治療方法如射頻消融和介入治療等有一定療效，但仍需要進(jìn)一步研究［3］。人類微生物群是由40 萬億微生物組成的動(dòng)態(tài)集合，其中有3,000 種細(xì)菌、真菌和病毒，其主要棲息在胃腸道的上皮表面［4］，HCC 進(jìn)展可能與特定的腸道菌群變化有關(guān)［5］。不僅是某些病原體，腸道定植菌的失調(diào)，包括其代謝產(chǎn)物如細(xì)菌脂多糖（LPS）、短鏈脂肪酸（SCFA）、氧化三甲胺（TMAO）、膽汁酸（BA），也可通過引起免疫反應(yīng)、能量代謝或其他機(jī)制影響疾病進(jìn)展［6］。本文分析與HCC 相關(guān)的腸道菌群及其代謝產(chǎn)物的變化，及在HCC 治療中的應(yīng)用價(jià)值。

1 肝癌患者的微生物群紊亂

腸道和肝臟在解剖學(xué)和生理學(xué)上聯(lián)系緊密，為此研究者們提出“肝-腸”軸這個(gè)概念。在生理情況下，腸道菌群在腸道黏膜表面形成一層生物屏障，可阻擋病原微生物的入侵與定植，無害腸道菌群會(huì)將食物、水分、氧氣以及各種有益的物質(zhì)通過門靜脈循環(huán)運(yùn)送至肝臟，來維護(hù)肝臟的健康；肝臟的免疫系統(tǒng)也會(huì)保證無害腸道菌群的穩(wěn)定性，及時(shí)抵御有害菌的侵襲。當(dāng)腸道菌群失調(diào)，腸道屏障被破壞，肝臟首當(dāng)其沖成為有害毒素、致病細(xì)菌侵?jǐn)_的第一個(gè)屏障。大量腸道微生物通過門靜脈轉(zhuǎn)移到肝臟，導(dǎo)致疾病發(fā)生，這種情況稱為細(xì)菌移位（IETM）［7］。

研究發(fā)現(xiàn)，HCC 患者的腸道菌群通常處于失調(diào)狀態(tài)，產(chǎn)LPS 的細(xì)菌如克雷伯氏菌、嗜血桿菌、大腸桿菌、擬桿菌屬、反芻球菌在HCC 患者糞便中被富集；相反，產(chǎn)丁酸鹽的雙歧桿菌，乳桿菌在HCC 患者中顯著減少［8-10］。不同病因的HCC，其腸道菌群構(gòu)成也不相同。與HBV-HCC 相比，HCV-HCC 中的鏈球菌處于主導(dǎo)地位；與病毒性肝炎相關(guān)的肝癌相比，非病毒性肝癌中產(chǎn)炎癥因子的菌群處于主導(dǎo)地位［11］。肝癌患者不僅是腸道菌群出現(xiàn)紊亂，其口腔微生物群也出現(xiàn)不同程度的失調(diào)。LU 等［12］基于16S rRNA 測序研究35 例早期HCC 患者和25 例健康受試者的舌苔微生物組，結(jié)果發(fā)現(xiàn)HCC 患者舌苔上的微生物明顯失調(diào)，γ-變形菌綱和擬桿菌門豐度降低，變形菌門、放線菌門、梭桿菌門豐度明顯上調(diào)，該研究也是首次發(fā)現(xiàn)HCC 患者中口腔舌苔微生物的失調(diào)，為研究腸道菌群與肝癌的相關(guān)性提供新的思路和證據(jù)。

2 肝癌患者腸道菌群代謝產(chǎn)物明顯異常

細(xì)菌脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）、短鏈脂肪酸（short-chain fatty acids，SCFA）、氧化三甲胺（trimetlylamineoxide，TMAO）、膽汁酸（bile acids，BA）是腸道菌群重要的代謝產(chǎn)物，對于維護(hù)機(jī)體的生理功能至關(guān)重要。當(dāng)菌群失衡時(shí)，這些代謝產(chǎn)物也會(huì)出現(xiàn)一系列改變，導(dǎo)致HCC 的發(fā)生。

腸道通透性和細(xì)菌移位增加會(huì)導(dǎo)致LPS 積累，激發(fā)肝臟中的促炎癥作用，腸道菌群及其代謝物進(jìn)入體循環(huán)會(huì)引起黏膜損傷，導(dǎo)致內(nèi)毒素血癥和全身炎癥，共同促使HCC 進(jìn)展［13］。來自美國國家衛(wèi)生研究院的研究顯示，腸道微生物利用膽汁酸作為信號(hào)分子調(diào)控NKT 細(xì)胞反應(yīng)，從而對肝臟腫瘤產(chǎn)生影響。該研究通過抗生素耗竭小鼠的腸道菌群，介導(dǎo)梭狀芽孢桿菌隊(duì)初級(jí)膽汁酸向次級(jí)膽汁酸的代謝，并促進(jìn)肝臟毛細(xì)血管內(nèi)細(xì)胞表面的CXCL16 蛋白表達(dá)量的增加，使得自然殺傷T（NKT）細(xì)胞在腫瘤細(xì)胞附近累積，在NKT 細(xì)胞產(chǎn)生大量干擾素-γ 的情況下，肝腫瘤的進(jìn)展得到控制［14］。BEHARY等［15］研究發(fā)現(xiàn)，NAFLD 相關(guān)的肝癌（NAFLD-HCC）患者腸道菌群結(jié)構(gòu)和功能已經(jīng)出現(xiàn)重大轉(zhuǎn)變，其中產(chǎn)短鏈脂肪酸細(xì)菌的數(shù)量大幅度上升。研究顯示，NAFLDHCC 患者糞便和血清中SCFA 及其衍生物的含量顯著上升，其存在會(huì)引起機(jī)體的免疫反應(yīng)，減少CD8+T 細(xì)胞的增值，從而降低機(jī)體對抗原的反應(yīng)，產(chǎn)生免疫抑制。LIU 研究發(fā)現(xiàn)［16］，肝癌患者在血清、組織和糞便的代謝產(chǎn)物與健康人群雖存在明顯差異，但門靜脈血來源的菌群代謝產(chǎn)物與肝癌的發(fā)生發(fā)展更具有相關(guān)性。以上研究提示代謝產(chǎn)物是腸道菌群參與HCC 進(jìn)展的重要途徑和機(jī)制。

3 靶向腸道菌群對HCC的治療作用

肝癌的發(fā)生可部分歸因于腸道細(xì)菌及其代謝物與免疫系統(tǒng)以及肝臟內(nèi)部的炎癥反應(yīng)之間的相互作用，其中包括巨噬細(xì)胞、Kupffer 細(xì)胞以及與病原體相關(guān)的分子模式。因此，靶向菌群可能為肝癌治療提供新的思路，部分學(xué)者探討了糞菌移植、益生菌、飲食療法等途徑對肝癌治療的療效和應(yīng)用潛力［17］。

糞菌移植（FMT）是一種將健康人的糞便微生物組整體轉(zhuǎn)移給患有某種疾病患者的治療方法，旨在通過調(diào)整腸道微生物群落改善疾病癥狀。盡管糞菌移植主要用于治療腸道疾病，近年來有研究表明其在肝癌治療中也具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中，將健康人糞菌移植給肝癌小鼠，可以影響肝癌小鼠腸道菌群物種分布，改變小鼠腸道菌群的多樣性，調(diào)節(jié)炎癥指標(biāo)，延緩小鼠肝癌的進(jìn)展［18］。

益生菌制劑能夠降低腸道內(nèi)的細(xì)菌和潛在致病菌的比例，對HCC 患者治療有積極作用［19］。益生菌是一類有利于維持腸道菌群穩(wěn)態(tài)的微生物制劑，通過補(bǔ)充一種或多種對人體有益的細(xì)菌（如雙歧桿菌、乳酸菌等）從而起到穩(wěn)定腸道菌群的作用。此外，其還能夠抑制炎癥的產(chǎn)生，減少脂肪的累積，且能夠阻止腸源性內(nèi)毒素血癥的形成。一項(xiàng)探討新型益生菌制劑（Prohep）對HCC 免疫調(diào)節(jié)作用的研究，結(jié)果顯示經(jīng)過Prohep 喂養(yǎng)的小鼠腫瘤重量/體積顯著降低，與未經(jīng)處理的小鼠相比，幅度降低>40%。進(jìn)一步探究發(fā)現(xiàn)益生菌治療能夠調(diào)節(jié)微生物群并影響腸道內(nèi)T 細(xì)胞分化，加強(qiáng)機(jī)體免疫功能，抑制血管生成，從而減緩HCC 的生長［20］。

通過飲食調(diào)節(jié)腸道菌群也是肝癌治療的新思路。飲食對于構(gòu)建腸道生態(tài)有重要作用，均衡多樣化的飲食，包括高纖維食物、益生菌和益生元食物、多樣化的植物性食物以及抗氧化物，有助于構(gòu)建健康的腸道微生態(tài)。此外，飲食對于構(gòu)建腸道微生態(tài)的作用是一個(gè)動(dòng)態(tài)過程。飲食習(xí)慣的改變可以迅速影響腸道微生物的組成和功能［21］。有研究顯示，膳食膽固醇通過誘導(dǎo)小鼠腸道菌群及其代謝產(chǎn)物的改變驅(qū)動(dòng)NAFLD 向HCC 的形成，減少膽固醇攝入可以改變糞便微生物組的構(gòu)成，包括雙歧桿菌和擬桿菌的比例增加，同時(shí)其代謝產(chǎn)物?；悄懰釡p少，3-吲哚丙酸增加。表明減少膽固醇攝入可能是預(yù)防NAFLD-HCC 的有效策略［22］。一項(xiàng)薈萃分析表明，增加蔬菜而非水果的攝入量，可以改善腸道菌群穩(wěn)態(tài)，減少胰島素抵抗，降低HCC 的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)。蔬菜攝入量增加100 g/d，患HCC 的風(fēng)險(xiǎn)會(huì)降低8%［23］。

放療是中晚期肝癌主要治療方式之一。研究報(bào)道，腸道菌群通過干擾素基因刺激因子（stimulator of interferon genes，STING）信號(hào)通路促進(jìn)樹突狀細(xì)胞成熟及抗原提呈，啟動(dòng)CD8+T 適應(yīng)性免疫應(yīng)答，增加肝癌放療敏感性。該研究對納入的24 例肝癌放療患者及46 例健康對照者，進(jìn)行糞便樣本16sRNA 測序，分析發(fā)現(xiàn)健康者與放療優(yōu)效組、放療劣效組肝癌患者腸道微生物群落明顯分為3 個(gè)集簇，放療優(yōu)效組與健康者更為相似。在優(yōu)效組中“有益菌群”普拉梭菌屬、瘤胃菌科和梭菌綱顯著富集；“致病菌群”乳桿菌屬、艱難桿菌屬在放療劣效組顯著富集［18］。提示，腸道菌群在放療效果預(yù)測中有重要價(jià)值，通過菌群干預(yù)可能對增加放療效果也有一定作用。

免疫檢查點(diǎn)抑制劑（ICI）是治療腫瘤的主要方式之一，但因其價(jià)格較高，治療效果個(gè)體差異較大，目前尚未進(jìn)入一線治療。研究報(bào)道，腸道微生物代謝物也可影響肝癌的免疫治療效果，乙酸酯可通過改變SRYbox 轉(zhuǎn)錄因子13（Sox13）信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)調(diào)節(jié)3 型先天性淋巴細(xì)胞（ILC3）中IL-17A 的產(chǎn)生，PD-1/PD-L1 抑制劑與乙酸酯聯(lián)合給藥可增強(qiáng)肝癌小鼠的抗腫瘤免疫功能［24］。LEE 等［25］研究發(fā)現(xiàn)ICI 治療敏感與不敏感的HCC 患者腸道菌群有差異，ICI 治療敏感患者的主要腸道菌群為毛螺菌科和韋榮氏球菌屬，反之則以普雷沃氏菌屬為主。因此可以建立HCC 患者腸道菌群數(shù)據(jù)庫，構(gòu)建HCC 患者ICI 治療的預(yù)測模型，為肝癌的精準(zhǔn)治療提供有效的生物標(biāo)志物。

4 小結(jié)與展望

腸道菌群與人體健康和疾病密切相關(guān)，對肝細(xì)胞癌的發(fā)生發(fā)展也有重要的影響。高通量測序、質(zhì)譜技術(shù)、多組學(xué)聯(lián)合等技術(shù)的廣泛應(yīng)用，人們對腸道菌群的分布特點(diǎn)、功能變異、菌群與宿主的相互作用及腸道微生態(tài)與疾病的作用機(jī)制有更深的認(rèn)知。一方面，腸道菌群失調(diào)可以導(dǎo)致腸道通透性增加，促進(jìn)內(nèi)毒素和細(xì)菌代謝物進(jìn)入血液循環(huán)，引起肝臟炎癥、氧化應(yīng)激、DNA損傷等，從而增加肝癌的風(fēng)險(xiǎn)。另一方面，腸道菌群也可以通過調(diào)節(jié)膽汁酸等代謝，影響免疫系統(tǒng)，對肝癌的治療產(chǎn)生積極或消極作用。如某些益生菌可以抑制腫瘤生長和轉(zhuǎn)移，增強(qiáng)免疫檢查點(diǎn)抑制劑的療效；而某些致病菌則可以促進(jìn)腫瘤進(jìn)展和耐藥性，降低免疫治療的應(yīng)答率。因此，了解和調(diào)節(jié)腸道菌群在肝癌中的作用，對于預(yù)防、診斷和治療肝癌具有重要意義。

腸道菌群具有作為肝細(xì)胞癌生物標(biāo)志物和治療靶點(diǎn)的潛能，盡管目前取得令人振奮的成果，但也面臨著諸多挑戰(zhàn)。（1）尚未確定何種腸道菌群特征可以作為預(yù)測生物標(biāo)志物，對最佳調(diào)節(jié)腸道菌群的方法也缺乏共識(shí)［17］，且研究主要集中在細(xì)菌上，忽視了共生病毒、真菌和古菌在癌癥中作用［26］。（2）FMT 作為最有潛力靶向腸道菌群干預(yù)肝癌的方式，不僅轉(zhuǎn)移了腸菌，還轉(zhuǎn)移了人菌代謝產(chǎn)物等非細(xì)菌物質(zhì)，但其對FMT 受體的影響尚不清楚。（3）現(xiàn)階段腸道菌群及其代謝物與肝癌的研究，缺乏大量臨床試驗(yàn)提供有力證據(jù)，缺乏對微生物組干預(yù)療法的安全性與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，以及缺乏長期療效及隨訪的數(shù)據(jù)。為了應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，有必要深入研究“腸-肝”軸機(jī)制，揭示腸道菌群與宿主間的復(fù)雜聯(lián)系；提高膠囊內(nèi)鏡技術(shù)，以獲取不同部位腸道菌群；發(fā)展宏基因組測序鑒定出可以作為肝癌診斷、預(yù)后的生物標(biāo)志物；改善FMT 方式，如口服腸菌凍干、腸菌膠囊，減輕患者治療時(shí)的痛苦，提高治療依從性。最后，需要全球合作加快數(shù)據(jù)共享，聯(lián)合多領(lǐng)域?qū)W科，共同推進(jìn)腸道菌群與HCC 的研究，開展多中心臨床大樣本研究，積累高質(zhì)量的循證醫(yī)學(xué)證據(jù)，以加快臨床轉(zhuǎn)化和應(yīng)用。