肠道菌群移植在癌症治疗中的应用

　　癌症，这个令人谈之色变的疾病，一直是医学领域的重大挑战，然而，近年来的研究发现，肠道菌群移植(Fecal Microbiota Transplantation，简称 FMT)或许为癌症治疗带来了新的曙光。

　　一、肠道菌群移植的原理

　　FMT是从健康供体粪便中筛选分离出功能菌群，并将其移植到患者体内，以改善肠道菌群组成，进而治疗疾病的方法，肠道微生物群与人体的免疫功能有着紧密联系，它们可调节抗肿瘤免疫反应并预测临床预后，FMT治疗有可能增强抗肿瘤疗效。

　　二、FMT的关键技术

　　洗涤菌群移植(WMT)：通过洗涤和过滤去除粪便中的杂质，显著降低FMT相关不良事件，例如，张发明团队推动建立了WMT的第一项国家技术标准，研究发现WMT可升高慢性病贫血患者的血红蛋白水平、降低痛风患者的血尿酸水平，改善代谢相关脂肪性肝病患者的肝脏脂肪沉积，还能调节肾功能不全患者的肾功能，然而，WMT依赖自动化高精密仪器设备，操作环境要求严格，设备成本高昂。

　　经内镜肠道植管术(TET)：经内镜辅助植入软管并用钛夹固定于肠道深部，该方法可解决反复灌肠、插管等难题，患者接受度和满意度高，适用于经结肠途径重复行菌群移植、肠道深部给药及动态获取肠道生物样本，但操作熟练度和稳定性是关键，相对依赖临床科室医师，需开展多学科协作治疗模式。

　　孢子移植：采用乙醇灭活有害病原体后，经纯化获得非产毒细菌孢子进行移植，能减少传播潜在病原体的风险，如Cohen等的研究证实其对预防复发性艰难梭菌感染短期和长期复发均有显著疗效，不过，产孢子细菌主要为厚壁菌门，菌种相对单一，目前主要应用于复发性艰难梭菌感染的治疗与疗效评估。

　　手工制备移植：在粪便中加入生理盐水搅拌混合制备FMT菌液，可通过灌肠、结肠镜等方式给药，获取粪便后，可根据移植目的进行稀释、均质、过滤、包载等操作，还可据粪菌特点选择好氧或厌氧装置，添加甘油等冷冻保存剂长期储存。

　　三、FMT在恶性肿瘤治疗中的应用

　　恶性肿瘤与菌群失调：失调的肠道菌群及其代谢产物可通过多种途径诱导免疫抑制肿瘤微环境，直接参与恶性肿瘤的发生发展并调控肠外肿瘤进展，例如，非小细胞肺癌患者肠道菌群中某些菌属显著上调，胃癌患者产生短链脂肪酸的肠道细菌丰度下降，此外，肿瘤内的菌群如产colibactin毒素的大肠埃希菌、具核梭杆菌、阿克曼菌属等与肿瘤细胞密切接触，促进恶性肿瘤发生和发展。

　　FMT联合各种疗法治疗恶性肿瘤

　　联合免疫疗法：免疫检查点抑制剂在实体肿瘤治疗中有一定疗效，但存在诸多问题，研究表明肠道微生物群与ICI治疗密切相关，FMT可改善癌症患者对ICI的响应，例如，晚期黑色素瘤Ⅰ期临床试验结果显示，FMT联合抗程序性死亡受体1免疫疗法治疗的客观缓解率为65%;此外，FMT联合ICI治疗策略在克服耐药及免疫治疗不良反应方面具有增效作用，如15例最初对抗PD-1治疗无效的晚期黑色素瘤患者接受FMT联合ICI治疗后，有6例肿瘤不再增长甚至缩小;Kim等的研究也显示其在对抗PD-1治疗耐药的晚期实体肿瘤中有效果。

　　联合化学疗法：FMT在缓解化疗后不良反应方面潜力巨大，如对24例转移性胃食管癌的恶病质患者进行同种异体FMT后，同种异体组患者疾病控制率较高，中位总生存时间和无进展生存期延长;近50%转移性肾细胞癌患者化疗后腹泻，使用健康供体粪便肠道菌群干预1周可有效缓解。

　　联合手术治疗：长双歧杆菌在肝切除术后肝功能康复组显著富集，将其粪便移植至肝切除小鼠可增强肝功能恢复;而将结直肠癌术后发生吻合口瘘患者的术前粪菌移植给AL小鼠模型，可导致吻合口愈合较差。

　　联合内分泌治疗：Lachance等发现移植来自前列腺癌患者的粪便能刺激小鼠前列腺癌生长，补充LCFA-3-MAG-EPA可抑制小鼠前列腺癌生长和前列腺切除术前肿瘤进展。

　　四、权威报道

　　北京时间2024年3月14日，九三学社浙江省委常委、浙江大学医学院附属第二医院王良静教授团队联合浙江大学医学院附属邵逸夫医院陈淑洁主任医师团队在国际顶级期刊《细胞》上发文。他们发现肠道菌群产生的小分子代谢物吲哚丙酸，可调动T细胞杀伤肿瘤，增强抗PD-1单抗在结直肠癌、乳腺癌、黑色素瘤等实体肿瘤中的疗效，有望为肿瘤的精准治疗提供新策略。浙大团队经过长达5年的研究，从粪便菌群中分离了一株潜在的益生菌约氏乳酸杆菌，鉴定出起效的关键代谢物吲哚丙酸。团队还通过体内外实验发现，给予小鼠补充吲哚丙酸能使“干细胞样”CD8+T细胞自我更新、增殖、分化为效应细胞，从而持续杀伤肿瘤。此外，团队在细菌培养上清液中未检测到吲哚丙酸，而检测到大量用于合成它的前体物质吲哚乳酸。进一步研究发现，约氏乳酸杆菌需另一种梭菌属成员生孢梭菌的帮助才能将吲哚乳酸代谢为吲哚丙酸。这种细菌间的合作模式是该研究的一大亮点。该团队将这一发现在乳腺癌、黑色素瘤等小鼠肿瘤模型以及结直肠癌患者来源的类器官上进行了验证，发现这种小分子代谢物均起到了调动杀伤T细胞来增强免疫治疗的作用，显示出了临床转化中的巨大潜力。

　　2023年7月5日发表在《自然医学(NatureMedicine)》杂志上的一项临床研究结果显示，由加拿大劳森健康研究所科学家萨曼・马利基博士领衔的国际团队开展了免疫疗法和粪菌移植联用治疗晚期黑色素瘤患者的临床Ⅰ期试验。该试验从英国伦敦健康科学中心、加拿大蒙特利尔大学中心医院和以色列犹太人总医院招募了20例未经治疗的晚期黑色素瘤患者。在开始免疫治疗前一周，每位患者在单个疗程中口服了2粒粪菌移植胶囊(由健康捐献者提供的粪便制作，粪便捐献者经过严格筛选)。服用粪菌胶囊一周后，患者注射了已批准的派姆单抗或纳武单抗等基于PD-1单抗药物，其中单独服用粪菌胶囊的患者作为对照。结果只有5名患者(25%)在联合治疗中出现了与免疫治疗相关的3级不良事件并停止免疫治疗，而单独使用粪菌胶囊的患者未报告3级不良事件，证明晚期黑色素瘤患者对粪菌移植疗法的良好耐受性。虽然不是本次临床试验的主要目标，但粪菌移植与免疫治疗联用对晚期黑色素瘤患者显现出显著的疗效，客观缓解率达到65%(13/20)，其中4名患者出现了完全缓解。肠道微生物组分析显示，所有缓解患者均成功移植了捐献者的粪便菌群，且这些粪便菌群的数量随时间推移而增加，患者肠道的有害菌群数量也随之减少。小鼠模型也进一步证明健康供体粪便在提高基于PD-1抑制剂的免疫疗法中的作用。

　　2021年2月5日，美国匹兹堡大学和国家癌症研究所等机构的研究小组，以及以色列舍巴医学中心和特拉维夫大学等机构的研究小组同时在《科学》杂志发表了粪菌移植增强黑色素瘤免疫治疗疗效的临床试验结果。美国的研究小组招募了16名对PD-1单抗无效的难治性转移性黑色素瘤患者，从7名响应PD-1单抗患者的粪便中分离粪便菌群(这些响应患者中位无进展生存期为56个月，分离前进行了传染性病原体检测)。共有15名患者接受了粪便菌群移植和派姆单抗治疗，在首次注射派姆单抗的前后三天，通过内窥镜给患者输注粪菌液，随后每3周注射一次派姆单抗，最长治疗周期为2年。结果显示，共有6名患者重新响应作为PD-1抑制剂的派姆单抗，病情得到不同程度的缓解，其中3名患者缓解时间长达1年以上，1名患者缓解时间超过2年。以色列的临床试验招募了10名PD-1单抗免疫治疗无效的转移性黑色素瘤患者，在经过口服万古霉素和新霉素来破坏患者自身肠道菌群3天后，给患者服用粪菌胶囊，随后注射纳武单抗，之后每两周进行粪菌移植和单抗注射的联合治疗，直到90天为止。结果显示，共有3名患者对纳武单抗免疫治疗产生积极反应，其中1名患者为完全缓解，2名患者为部分缓解，3名患者无进展生存期均超过6个月。

　　五、FMT面临的挑战与展望

　　尽管FMT在癌症治疗中展现出了潜力，但仍面临一些挑战，首先，如何精准筛选FMT供体至关重要，以确保治疗的有效性和可重复性;其次，FMT具体作用调控机制尚未完全清晰，如真菌、病毒等组分尚未被充分研究，安全性仍需更多验证和评估;此外，还需推进粪菌保存液的研发，确保长期保存中粪菌的活性，提高菌群定植率，并建立供-受体FMT全流程动态评估监测机制，助力恶性肿瘤实现精准治疗。

　　然而，随着研究的不断深入，FMT或可成为恶性肿瘤的有效治疗方案，进一步提高肿瘤治疗的靶向性，减少不良反应和耐药的发生，为癌症预防、检测、诊断和治疗带来更多可能。

　　总的来说，肠道菌群移植为癌症治疗开辟了新的途径，为广大癌症患者带来了新的希望，但需要注意的是，FMT治疗并非适用于所有癌症患者，具体方案需经过专业医生的评估后方能执行。