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小編隨意調(diào)研了NCS三大頂級期刊的近期文章，確發(fā)現(xiàn)寶藏，老生常談的微生物與腫瘤竟成為了掌中寶！可見有關(guān)微生物與人類健康間的研究勢不可擋??！以關(guān)鍵詞“(microbiome) AND (cancer)”在Pubmed中搜索僅2022年就有3千多篇發(fā)表的文章，話不多說跟著小編一起來感受下微生物的魅力吧！
腫瘤微生物研究現(xiàn)狀
早期：微生物對癌癥影響的臨床研究開始于1868年，William Busch報(bào)道了化膿性鏈球菌（Streptococcus pyogenes）感染患者的自發(fā)腫瘤消退。1911年發(fā)現(xiàn)勞斯肉瘤病毒(RSV)將家禽的良性組織轉(zhuǎn)化為惡性腫瘤。接下來的幾十年里，人們一直在尋找每一種癌癥背后的病毒，但最終以失敗告終。
現(xiàn)代：目前，該領(lǐng)域主張微生物（包括細(xì)菌和真菌）在癌癥和癌癥治療中的重要性。很少有微生物直接導(dǎo)致癌癥，但許多微生物似乎是癌癥生長的同謀，通常通過宿主的免疫系統(tǒng)起作用。腸道微生物-免疫系統(tǒng)相互作用的機(jī)制分析表明，通過調(diào)節(jié)原發(fā)性和繼發(fā)性淋巴組織活性對抗癌癥和腫瘤免疫監(jiān)視，對先天性免疫和適應(yīng)性免疫具有強(qiáng)大的影響。在臨床前模型中，微生物代謝物可調(diào)節(jié)腫瘤體細(xì)胞突變的表型和免疫檢查點(diǎn)抑制劑的療效。盡管有大量的臨床前證據(jù)，但將微生物群調(diào)節(jié)方法轉(zhuǎn)化為人體的方法尚未廣泛實(shí)現(xiàn)商業(yè)化治療。然而，工程細(xì)菌癌癥療法在臨床前和臨床試驗(yàn)被應(yīng)用。
微生物對腫瘤微環(huán)境（TME）的影響
腸道菌群對TME的影響
腸道生態(tài)系統(tǒng)可以通過影響近端和遠(yuǎn)處腫瘤的免疫環(huán)境、髓系和淋巴細(xì)胞的涌入以及炎癥和代謝模式來影響腫瘤的發(fā)生。腸道菌群的分泌成分同樣重要，例如外膜囊泡（OMVs）可以重新將TME重新編程為pto-TH1模式（CXCL10, IFNγ），包括丁酸和煙酸在內(nèi)的代謝物介導(dǎo)結(jié)腸上皮中Gpr109a依賴性的IL-18誘導(dǎo)，抑制結(jié)腸炎和結(jié)腸癌。
腫瘤內(nèi)菌群對TME的影響
對不同腫瘤類型內(nèi)活菌群的機(jī)制研究一直很有限，特別是在呼吸消化道外，但它們對TME的影響似乎抑制了局部抗腫瘤免疫。此外，據(jù)報(bào)道腫瘤內(nèi)微生物對腫瘤有特異性作用。免疫學(xué)上，腫瘤內(nèi)微生物通常通過PRR連接低比例的TILs產(chǎn)生耐藥編程，包括CD8+ T細(xì)胞，CD4+ CD25+ FoxP3+ Tregs，該現(xiàn)象在結(jié)直腸癌、胰腺癌、乳腺癌和肺癌中觀察得到。
圖1 ：微生物與TME
微生物組的應(yīng)用
微生物組數(shù)據(jù)的診斷用途
由于宿主組織和微生物群都受致癌作用的影響，微生物的遺傳異質(zhì)性可能為診斷和定位疾病提供機(jī)會。例如，血液來源的TP53基因突變可以表明宿主的癌癥狀態(tài)，超過25種癌型會有上述改變?；谖⑸锏脑\斷存在許多挑戰(zhàn)，包括相對于宿主的低生物量和試劑或環(huán)境污染物的混雜。
幾乎所有基于微生物的癌癥診斷都是基于測序的，并集中于消化道內(nèi)的腫瘤，如結(jié)直腸、胰腺、肺癌。直到最近才有人提出，氣道以外的癌癥類型，如乳腺癌或腦癌，可能也含有獨(dú)特組成的微生物群。不過，與癌細(xì)胞相比，腫瘤內(nèi)微生物細(xì)胞的豐度較低，對其功能和潛能的了解仍然有限。在不同的隊(duì)列和治療背景下，還需要進(jìn)一步驗(yàn)證其普遍性和影響。
微生物組數(shù)據(jù)的預(yù)后用途
幾個(gè)世紀(jì)以來，微生物在癌癥形成、診斷、預(yù)后和治療中的作用一直存在爭議。在某些癌癥中，腫瘤基因表達(dá)可以預(yù)測患者的預(yù)后。研究表明腫瘤微生物豐度，單獨(dú)或結(jié)合腫瘤基因表達(dá)，可以在一定程度上預(yù)測癌癥預(yù)后和藥物反應(yīng)。
微生物組與癌癥治療
目前微生物治療癌癥的方法多種多樣，有化學(xué)療法、放射療法、微生物移植、益生菌療法、微生物靶向腫瘤、后生物療法、抗生素療法、噬菌體療法等，其中常見的是化學(xué)療法，比較有特點(diǎn)的是噬菌體療法。
工程外源性細(xì)菌和病毒制劑用于癌癥治療方面取得了重大進(jìn)展。目前美國FDA已批準(zhǔn)兩種類似藥物：用T-VEC治療晚期黑色素瘤的溶瘤病毒療法，用減毒疫苗牛結(jié)核分枝桿菌（BCG 疫苗）治療高風(fēng)險(xiǎn)、非肌肉浸潤性膀胱癌的細(xì)菌性癌癥療法（bacterial cancer therapies, BCT）。
盡管細(xì)菌癌癥療法在歷史上存在爭議，但BCT正通過合成生物學(xué)技術(shù)重新獲得關(guān)注，該技術(shù)可以程序化地限制BCT的全身毒性，同時(shí)增強(qiáng)區(qū)域抗腫瘤免疫。BCT藥物的監(jiān)管挑戰(zhàn)相當(dāng)大，盡管正在進(jìn)行臨床試驗(yàn)，但尚未在商業(yè)上有所突破。
圖2 ：微生物與癌癥
微生物與非腫瘤疾病
人類90%以上的疾病與微生物相關(guān)，上述主要介紹了腫瘤與微生物的關(guān)系，那么哪些非腫瘤疾病與人體微生物相關(guān)呢？下面給大家介紹幾種病因復(fù)雜且與微生物關(guān)聯(lián)程度高的疾?。?/p>
① 類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎（Rheumatoid arthritis, RA）
類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎是一個(gè)主要影響關(guān)節(jié)的長期持續(xù)性疾病。其成因不明，但和基因與環(huán)境因素有關(guān)。人體微生物可能與宿主基因和環(huán)境因子相互作用，增加RA患病風(fēng)險(xiǎn)。宏基因組關(guān)聯(lián)分析（Metagenome-Wide Association Study，MWAS）發(fā)現(xiàn)，人體口腔菌群和腸道菌群具有相關(guān)性。RA患者口腔和腸道菌群中一些共有的微生物物種會同時(shí)增加，如 Lactobacillus salivarius 。
② 二型糖尿?。═ype 2 diabetes, T2D）
二型糖尿病是一種由遺傳和環(huán)境因素共同引起的復(fù)雜內(nèi)分泌疾病。其病因和發(fā)病機(jī)制較復(fù)雜，目前認(rèn)為屬于多基因、多因素的異質(zhì)性疾病。二型糖尿病宏基因組關(guān)聯(lián)分析是世界范圍內(nèi)第一個(gè)對腸道微生物進(jìn)行宏基因組關(guān)聯(lián)分析的成功典范。MWAS研究發(fā)現(xiàn)，健康人群和T2D患者在腸道菌群結(jié)構(gòu)和功能上有較大的差異。
③ 動脈粥樣硬化（atherosclerosis，AS）
感染與心血管疾病和動脈粥樣硬化的發(fā)展有關(guān)。過去十年的研究發(fā)現(xiàn)，人體不同部位的微生物生態(tài)系統(tǒng)會導(dǎo)致代謝和心血管相關(guān)疾病。局部或遠(yuǎn)處感染可能導(dǎo)致有害的炎癥反應(yīng)，從而加劇斑塊的形成或引發(fā)斑塊破裂。腸道微生物群對膽固醇和脂類的代謝會影響動脈粥樣硬化斑塊的形成。飲食和腸道微生物代謝的特定成分，對動脈粥樣硬化有不同的影響。如，膳食纖維是有益的，而細(xì)菌代謝物 trimethylamine-N-oxide被認(rèn)為是有害的。
④ 肝病
肝臟是與腸道接觸最密切的器官，且暴露于大量的細(xì)菌成分和代謝物。各種肝臟疾病，如酒精性肝病、非酒精性肝病和原發(fā)性硬化性膽管炎，都與微生物群的改變有關(guān)。菌群失調(diào)可能通過與宿主免疫系統(tǒng)和其他細(xì)胞類型的多重相互作用下，影響肝臟脂肪變性、炎癥和纖維化的程度。
圖3：微生物與非腫瘤疾病
小結(jié)：
小編對微生物的嘮叨到這就先告一段落了，既然它最近這么熱，與之相關(guān)的疾病又多，所以生信人也為大家準(zhǔn)備了微生物熱點(diǎn)相關(guān)的個(gè)性化課題設(shè)計(jì)，大家能關(guān)注到，最近生信熱點(diǎn)是越來越少了，做一個(gè)少一個(gè)。
