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主要作者及机构
本文的主要作者是Jie Zhang、Kanghui Wu、Cuicui Shi和Guangming Li,他们分别来自中国上海交通大学医学院附属新华医院胃肠科(Department of Gastroenterology, Xinhua Hospital, School of Medicine, Shanghai Jiaotong University, Yangpu District, Shanghai, China)。文章发表于《Current Treatment Options in Oncology》期刊,于2022年10月24日在线发表。
论文主题
本文主要探讨了癌症免疫疗法(cancer immunotherapy)中的一种可能性创新手段,即粪菌移植(fecal microbiota transplantation, FMT)如何通过调节肠道微生物群来改善免疫检查点抑制剂(immune checkpoint inhibitors, ICIs)的治疗效果,同时减少治疗相关的不良反应(immune-related adverse events, IRAEs)。文章总结了相关基础研究和临床研究进展,并展望了这种方法在癌症治疗中的前景。
文章首先分析了免疫疗法,特别是由免疫检查点抑制剂代表的抗肿瘤免疫疗法的重要意义。
免疫检查点抑制剂如抗PD-1(programmed death receptor 1)和PD-L1(programmed death-ligand 1)、CTLA-4(cytotoxic T lymphocyte antigen 4)单克隆抗体,在过去五年中迅速发展并显著提高了晚期恶性肿瘤患者的生存率。然而,免疫治疗面临两大主要挑战:
- 一是相当多的患者对免疫检查点抑制剂表现出初级或继发性耐药性,这显著限制了疗效;
- 二是治疗的毒性问题,尤其是与免疫相关的不良事件(IRAEs),如皮疹、结肠炎和肺炎等,覆盖几乎所有器官系统,严重病例甚至危及生命。
支持证据
研究表明,超过80%的接受ICIs治疗的患者会经历不同程度的IRAEs,1.3%的患者因IRAEs而死亡。
文章进一步探讨了肠道微生物群及其代谢产物与肿瘤免疫反应的复杂关联。
- 肠道微生物群:主要分布于人类肠道粘膜,参与调控免疫系统的先天性与适应性免疫功能。模式识别受体(pattern recognition receptors, PRRs)通过识别微生物相关分子模式(pathogen-associated molecular patterns, PAMPs),激活NOD样和Toll样受体(NLRs和TLRs)等信号通路,从而释放促炎因子和诱导免疫细胞活化。
- 代谢产物:包括短链脂肪酸(short-chain fatty acids, SCFAs)和多胺等,这些代谢产物通过增加IgA分泌、调节Treg细胞分化等途径,对保持免疫平衡至关重要。
支持理论与实验
动物模型与临床研究均显示,肠道微生物群的改变可显著影响肿瘤患者对ICIs的敏感性与耐药性。例如,研究发现特定微生物(如Clostridium、Bacteroidetes等)与较低的IRAEs发生率相关。同时,还发现某些微生物(如Akkermansia muciniphila)丰富的患者对抗PD-1疗法反应更好。
文章提出了FMT作为一种通过直接改变肠道微生物群的干预手段来优化癌症免疫疗法。FMT通过将健康供体的粪菌以灌注或胶囊形式移植至患者肠道,能够丰富微生物的多样性并改善临床结局。
- 基础研究结果:小鼠模型研究表明,将对ICIs治疗反应良好的患者粪菌移植给ICIs耐药的小鼠,小鼠对治疗的敏感性显著提高。
- 临床研究结果:结合FMT与使用抗PD-1/PD-L1治疗的临床试验显示,部分对ICIs抵抗的晚期黑色素瘤患者出现完全或部分缓解,且治疗相关毒性较低。
支持实验与案例
最典型的研究来自Baruch et al.,对于对抗PD-1联合疗法抵抗的晚期黑色素瘤患者,FMT联合ICIs治疗使某些患者获得缓解或疾病稳定。此外,Wang et al.首次使用FMT成功治疗了ICIs相关的结肠炎,这充分证明了FMT的潜在价值。
尽管FMT在癌症免疫治疗中表现出巨大前景,但作者也强调了其局限性和潜在风险:
- 感染风险:由于移植过程中可能带入供体中的致病菌,FMT存在传播细菌感染的风险。COVID-19疫情下的无症状粪便供体也可能成为潜在传染源。
- 抗生素预处理的争议:患者通常在FMT前需使用抗生素破坏其原有肠道菌群,但部分研究发现抗生素暴露可能降低对ICIs治疗的反应率并导致更差的生存率。
支持实例
临床上曾有患者于FMT后因致病菌感染死亡的报道,这为FMT在癌症免疫疗法的推广带来了更高的安全性要求。
本文系统回顾了近年来肠道微生物群在癌症免疫治疗中的研究进展,尤其是FMT在ICIs治疗中的应用前景。这项研究的意义包括以下几个方面:
1. 科学价值:文章突出了肠道微生物群在调控免疫疗法疗效中的关键作用,揭示了FMT结合ICIs治疗在临床上的潜在可能性。
2. 临床应用潜力:通过改善ICIs的耐药性和毒性,FMT为癌症病人,尤其是晚期肿瘤和抗PD-1/PD-L1治疗失败的病人,提供了一种新的治疗选择。
3. 未来研究方向:文章呼吁加强FMT的安全性研究和微生物群组成机制解读,开发更规范化和个性化的治疗方案。
本文为FMT在癌症治疗中提供了强有力的理论与实验支持,也为未来的临床实践指出了具体方向。粪菌移植结合免疫检查点抑制剂的应用或将成为改善肿瘤治疗结局的颠覆性策略。