Nature | 高脂饮食破坏肠道微生物群，促进癌症恶性进展

近期，中国科学院院士宋尔卫领导的团队揭示了一个引人关注的发现：肥胖可能通过影响肠道菌群，从而促进某些癌症的发展。这一研究成果受到了国际知名科学期刊《Nature》头条报道并引起了广泛关注。

此则报道中的内容出自2024年5月6日，中山大学孙逸仙纪念医院宋尔卫院士、胡海教授、中山大学生命科学学院陆勇军教授等在《美国国家科学院院刊》（PNAS）上发表的题为：A high-fat diet promotes cancer progression by inducing gut microbiota-mediated leucine production and PMN-MDSC differentiation的研究论文。

该研究发现，肥胖及与肥胖相关的肠道菌群与女性乳腺癌患者预后不良及临床病理状态进展相关。为了研究高脂饮食（HFD）相关肠道微生物群对肿瘤进展的影响，在荷瘤小鼠中建立了多种模型，包括HFD喂养、粪便微生物群移植、抗生素喂养和细菌灌胃。HFD相关微生物群通过产生多形核髓源性抑制细胞(PMN-MDSCs)促进癌症进展。

高脂饮食(HFD)，是指食用富含脂肪的食物，众所周知，长期高脂饮食可能诱发多种慢性疾病、肥胖，甚至癌症。高脂饮食是通过破坏肠道菌群而导致癌症恶性进展的高危因素。

研究发现，HFD微生物群释放大量亮氨酸，激活髓系祖细胞中的mTORC1信号通路，促进PMN-MDSC分化。在临床上，HFD菌群诱导的外周血亮氨酸水平升高与女性乳腺癌患者肿瘤PMN-MDSC浸润丰富、临床预后差相关。这些发现揭示了"肠-骨髓-肿瘤"轴参与了HFD介导的癌症进展，并通过靶向肠道微生物群的异常代谢为抗癌治疗策略开辟了广阔的途径。

HFD通过肠道菌群失调促进肿瘤进展

此外，脱硫弧菌在肥胖者的粪便中富集，并且与肿瘤生长、粪便亮氨酸、PMN-MDSC水平呈正相关，表明脱硫弧菌属是驱动癌症进展的关键组成部分临床数据进一步验证了结果，高脂饮食相关的肠道菌群引起的外周血亮氨酸水平升高，与女性乳腺癌患者大量肿瘤PMN-MDSC浸润和不良临床结果相关

在这项研究中，研究人员首先分析了5031名乳腺患者数据，与BMI>24的患者相比BMI≤24的患者总生存期、无病生存期更长。在接受化疗的乳腺癌患者中，BMI>24与较短的总生存期显著相关，表明肥胖可能会加速肿瘤进展或降低化疗的有效性，最终导致预后较差。对61名乳腺癌患者肠道菌群分析发现，与BMI≤24的患者相比，BMI>24的患者粪便中的脱硫弧菌属、红螺旋菌含量丰富。相反，Feacalimonas、Solobacterium和Gemella属的丰度显著降低。

此外，脱硫弧菌的丰度与患者的肿瘤大和肿瘤生长速度呈正相关，表明肠道菌群的变化在肥胖诱发的癌症发展中至关重要。

富集在高脂饮食中的Desulfovibrio可以产生额外的亮氨酸，从而触发MDSC生成并促进癌症进展

后续，研究团队通过对肥胖和正常体重小鼠进行实验发现，肥胖小鼠的肠道菌群与正常体重小鼠存在显著差异。研究发现，高脂饮食（HFD）引起的肠道菌群失调通过增加多形核髓样抑制细胞（PMN-MDSCs）的数量，促进了肿瘤进展。小鼠实验显示，HFD改变了肠道菌群组成，增加了肿瘤内和循环中的PMN-MDSCs数量，抑制了免疫反应，促进了乳腺癌和黑色素瘤的生长。抗生素和中和抗体治疗能够逆转这一现象，表明肠道菌群在HFD引起的肿瘤进展中起关键作用。

最后，研究人员分析了181名乳腺癌患者数据，发现乳腺癌患者的血清亮氨酸与BMI和肿瘤生长速度呈正相关。值得注意的是，与良性肿瘤携带者相比，乳腺癌患者的血清亮氨酸水平显著更高。较低的血清亮氨酸水平与较长的无病生存期、较低的复发相关。

宋尔卫院士在接受采访时表示，肥胖作为一种代谢性疾病，已经被广泛认识到与多种疾病的发生发展相关，但其与肠道菌群之间的关系仍然是一个相对新颖的研究领域。他强调了研究结果的重要性，指出这一发现有望为未来的肥胖和癌症治疗提供新的思路和方向。

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