高盐饮食通过调节NK细胞与肠道菌群互作增强肿瘤免疫的机制研究
作者及机构
本研究由印度Translational Health Science and Technology Institute的Zaigham Abbas Rizvi、Rajdeep Dalal、Amit Awasthi等团队完成，发表于2021年9月10日的*Science Advances*（DOI: 10.1126/sciadv.abg5016）。
学术背景
研究领域
该研究属于免疫学与肿瘤微环境交叉领域，聚焦高盐饮食（High-Salt Diet, HSD）通过调节自然杀伤细胞（Natural Killer cells, NK细胞）与肠道菌群互作诱导抗肿瘤免疫的机制。
研究动机
既往研究表明，HSD在自身免疫疾病中通过促进Th17细胞分化和M1型巨噬细胞极化加剧炎症反应，但其在肿瘤免疫中的作用尚不明确。同时，肿瘤患者常伴随低钠血症（hyponatremia），而肠道菌群与免疫检查点抑制剂疗效的关联性近年备受关注。本研究旨在揭示HSD是否通过调节肠道菌群-NK细胞轴增强抗肿瘤免疫，并探索其潜在转化价值。
研究流程与方法
1. 动物模型构建与表型分析
- 研究对象：C57BL/6、BALB/c及Rag1−/−小鼠，样本量每组5-10只。
- 实验设计：
- 建立B16黑色素瘤、Lewis肺癌（LLC）及4T1乳腺癌模型，分别给予正常盐饮食（ND, 0.9% NaCl）、低盐饮食（LSD, 1% NaCl）或HSD（4% NaCl）。
- 监测肿瘤体积、生存率及转移灶数量，并通过组织学分析肿瘤增殖标志物Ki67和黑色素沉积。
- 关键发现：HSD显著抑制肿瘤生长（B16模型肿瘤体积减少4倍）并延长生存期，且对主要器官无毒性。
2. 免疫细胞表型与功能分析
- 实验方法：
- 流式细胞术检测肿瘤浸润免疫细胞（Tumor-Infiltrating Immune Cells, TIICs）中NK、T细胞、巨噬细胞等亚群频率及活化标志物（如CD107a、PD-1、IFNγ）。
- 在Rag1−/−小鼠（缺乏T/B细胞）中验证HSD依赖NK细胞的抗肿瘤效应。
- 结果：
- HSD组NK细胞频率增加50%，PD-1表达下调，IFNγ分泌升高。
- NK细胞耗竭或IFNγ中和抗体处理可消除HSD的保护作用。
3. 代谢组学与肠道菌群分析
- 技术手段：
- 液相色谱-质谱联用（LC-MS/MS）分析血清代谢物，发现87种代谢物显著变化，其中马尿酸（hippurate）水平与抗PD-1治疗响应者（Responder, R）特征一致。
- 16S rRNA测序显示HSD增加肠道菌群多样性，双歧杆菌（*Bifidobacterium*）丰度显著上升。
- 功能验证：
- 抗生素清除肠道菌群（AIMD模型）后，HSD的抗肿瘤作用消失；而粪菌移植（Fecal Microbiota Transplantation, FMT）可恢复NK细胞功能。
4. 机制解析：肠道通透性与细菌易位
- 实验设计：
- 通过Evans蓝和FITC-葡聚糖实验证实HSD增加肠道通透性，促进双歧杆菌向肿瘤部位迁移（肿瘤内双歧杆菌增加6倍）。
- 体外实验显示双歧杆菌直接增强NK细胞IFNγ和穿孔素（perforin）表达。
- 体内验证：
- 瘤内注射双歧杆菌可模拟HSD效应，而NK细胞耗竭则阻断此作用。
主要结论与价值
科学价值：
- 首次揭示HSD通过“肠道菌群（双歧杆菌）-NK细胞-IFNγ”轴增强抗肿瘤免疫的完整机制。
- 提出马尿酸作为潜在生物标志物， linking微生物代谢与免疫检查点抑制剂疗效。
应用前景：
- HSD与低剂量抗PD-1联用可显著增强疗效（肿瘤体积减少10倍），提示膳食盐分可作为免疫治疗佐剂。
- 双歧杆菌的瘤内定植或口服补充可能成为新型肿瘤干预策略。
研究亮点
- 多组学整合：结合代谢组学、微生物组学和免疫表型分析，系统性解析HSD的作用网络。
- 转化医学意义：发现双歧杆菌与NK细胞的直接互作，为“菌群-免疫”疗法提供新靶点。
- 方法创新：
- 开发AIMD-FMT模型验证菌群功能；
- 首次报道双歧杆菌通过增加肠道通透性定位至肿瘤微环境。
其他发现
- HSD对Rag1−/−小鼠仍有效，证明其抗肿瘤作用不依赖适应性免疫。
- 等渗甘露醇处理无抗肿瘤效果，排除单纯渗透压的影响，强调钠离子的特异性作用。
该研究为饮食-菌群-免疫三方互作提供了范式，并为肿瘤免疫治疗的个性化策略开辟了新路径。