近日,北京协和医院检验科主任杨启文联合消化内科副主任李景南、基本外科主任医师吴斌团队在《自然・通讯》(Nature Communications,中科院一区,IF=18.1)发表原创研究,首次构建了“牙周梭杆菌—癸酸—中性粒细胞” 驱动结直肠肿瘤发生的完整证据链,为结直肠癌的菌群驱动发病机制提供了全新视角与关键理论支撑。
结直肠癌(CRC)是全球第三大高发癌症,肠道菌群失调与免疫紊乱在其演进中扮演重要角色。阐明特定菌种、代谢物与免疫应答间的分子关联,是揭示CRC发病机制的核心环节。
研究基于临床队列宏基因组测序发现,CRC患者肠道内牙周梭杆菌丰度显著高于健康和腺瘤患者人群,该菌对CRC的鉴别效果与已知致癌菌具核梭杆菌相当,且在包含1603例样本的公共队列中得到验证。非靶向代谢组学显示,CRC组中癸酸显著富集,其丰度与牙周梭杆菌呈正相关,靶向代谢组学进一步确认了这一关联。
在免疫细胞层面,单细胞转录组测序揭示,CRC肿瘤组织中髓系细胞尤其是中性粒细胞比例异常升高,中性粒细胞高表达CXCL8,且相关免疫通路显著激活。体外实验证实,癸酸可诱导中性粒细胞晚期凋亡/坏死,并通过百日咳毒素敏感的G蛋白偶联途径增强其趋化功能,同时激活与细胞运动及促肿瘤相关的基因表达程序。
为证实牙周梭杆菌及其代谢产物的直接致癌作用,团队使用了Apcmin/+小鼠模型。结果显示,定植牙周梭杆菌的小鼠肠道肿瘤体积更大、异型增生加重,且肿瘤组织中中性粒细胞标志物Ly6G的表达显著增加,小鼠粪便中癸酸水平相应升高。癸酸干预组小鼠也呈现一致表型:肿瘤数量更多、体积更大,异型增生加重,中性粒细胞浸润也明显增多。
▲研究设计
本研究系统构建了“特定致病菌(牙周梭杆菌)—代谢产物(癸酸)—免疫细胞(中性粒细胞)—肿瘤进展”的分子路径,首次证实牙周梭杆菌直接推动结直肠癌发生,并揭示癸酸作为关键效应分子,通过招募和重编程中性粒细胞来促进肿瘤发展的新机制。这一发现深化了对肠道菌群重塑肿瘤免疫微环境的认知,为结直肠癌的预防和诊疗提供了潜在新靶点。
北京协和医院临床医学研究所贾鑫淼副研究员、江玲娟助理研究员、龚依伊助理研究员,检验科褚晓冰博士、喻玮博士、杜娟副主任技师为第一作者;杨启文、李景南、吴斌为通讯作者。
图文/贾鑫淼
审核/杨启文
编辑/董静格
主编/段文利
监制/吴沛新