人体肠道内寄居数量庞大的微生物群落,也就是肠道菌群。菌群参与营养物质消化、维生素合成、肠道屏障维持和免疫稳态调节。肠道菌群和宿主之间通过代谢产物进行信息交流,食物成分经肠道细菌发酵,产生短链脂肪酸、次级胆汁酸、色氨酸代谢物等活性小分子,这些代谢物可以穿过肠道黏膜屏障,进入固有层甚至循环系统,影响肠道局部乃至全身免疫状态。结直肠癌起源于肠道上皮细胞,肠道菌群及其代谢物和肿瘤微环境紧密关联。
健康人体肠道菌群结构平衡,而结直肠癌患者普遍存在菌群失调。致癌相关细菌丰度上升,有益菌占比下降,菌群代谢谱随之改变。其中短链脂肪酸是研究最多的菌群代谢物之一,由膳食纤维经厌氧菌发酵生成,包含乙酸、丙酸、丁酸。丁酸既是结肠上皮细胞能量来源,也具备强大免疫调节能力。
在结直肠癌肿瘤微环境中,短链脂肪酸可以作用于多种免疫细胞。它能够促进调节性 T 细胞分化,抑制过度炎症;也可调控巨噬细胞极化,减少促炎型巨噬细胞,降低肿瘤微环境炎症水平。同时短链脂肪酸可以抑制组蛋白去乙酰化酶,调控肿瘤细胞基因表达,抑制肿瘤细胞增殖,诱导肿瘤细胞凋亡。
菌群代谢物还会影响免疫治疗效果。临床研究发现,晚期结直肠癌患者肠道菌群组成,和免疫检查点抑制剂疗效相关。菌群代谢产物可以改变树突状细胞抗原呈递能力,影响细胞毒性 T 细胞浸润肿瘤组织的水平。如果肠道菌群紊乱,代谢谱异常,肿瘤微环境会偏向免疫抑制状态,免疫药物疗效下降。

菌群代谢物不是单一方向发挥作用,部分细菌代谢产物也存在促癌效果。例如某些次级胆汁酸可以诱发肠道上皮 DNA 损伤,促进炎症信号通路激活,推动肿瘤发生。所以整体菌群稳态,而非单一菌种或者单一代谢物,决定最终对肿瘤的影响。
基于肠道菌群的干预策略包括饮食干预、益生菌 / 后生元补充、粪便菌群移植等。饮食调整增加膳食纤维摄入,可以提升产短链脂肪酸菌群丰度。粪便菌群移植已经在部分动物模型和小样本临床探索中用于改善肿瘤免疫治疗应答。但菌群干预个体化差异极大,不同人群基础菌群不一样,干预效果难以预测;菌群干预的长期安全性、给药方案也需要更多临床验证。
肠道菌群代谢物是连接饮食、肠道微生物与结直肠癌肿瘤免疫微环境的关键介质。解析菌群代谢物调控肿瘤免疫的机制,有助于理解结直肠癌发病机制,开发饮食、菌群相关辅助干预手段,优化结直肠癌免疫治疗方案。