腸道菌群與大腸癌的關系
人類腸道通常居住大約1千億個細菌,近年來科學家對腸道菌群的生理功能和病理地位越來越重視,腸道菌與健康和疾病的研究已經(jīng)很多,比較明確有關系的如肝癌、肥胖、代謝等,腸道菌對大腸癌的作用似乎是必然的,況且腸道菌在結腸炎的發(fā)生和發(fā)展過程中發(fā)揮重要作用,而結腸炎是大腸癌的重要危險因素。從研究證據(jù)來看,似乎沒有那么簡單,而且結果比較復雜。
總體結論是,腸道菌群是大腸癌形成的重要條件因素,但炎癥反應和其他致癌因素是重要的誘因。沒有某些細菌不會出現(xiàn)大腸癌,但有這些細菌沒有炎癥反應也不會形成大腸癌。
研究人類腸道菌群健康功能的常用技術,是將人類和動物的腸道菌群移植給無菌小鼠,觀察這些細菌對動物產(chǎn)生的影響。2010年,科學家采集4女2男的腸道菌樣本,其中3名女性的消化道健康,另外3人有大腸癌。科學家將6人的腸道菌分別移植給無菌小鼠,然后觀察能導致大腸癌的化學誘變劑對這些動物的作用,奇怪的是,移植來自大腸癌患者腸道菌的小鼠反而不容易發(fā)生大腸癌。密西根大學微生態(tài)學家Patrick Schloss說,結果十分詭異,難道大腸癌患者腸道菌有抗癌作用。
表型是生物學家的特殊嗜好,異常表型更能吸引科學家的研究興趣。這一結果已經(jīng)說明腸道菌群和大腸癌之間存在關系。加拿大多倫多大學免疫學家Alberto Martin說,現(xiàn)在已經(jīng)有更多研究結果也說明這個聯(lián)系,他的研究興趣是關于腸道菌與宿主生物化學聯(lián)系和大腸癌的關系。
理論和邏輯上,腸道菌群和大腸癌可能存在聯(lián)系。腸道細菌主要定居在大腸內(nèi),癌癥總是發(fā)生在大腸,很少發(fā)生在小腸,細菌生存的部位和癌癥發(fā)生存在相關關系。過去10年,比較大腸癌和非大腸癌對照的腸道細菌,所有的生化分析結果都提示,腸道細菌和大腸癌存在聯(lián)系。但腸道細菌在大腸癌發(fā)生發(fā)展過程中的具體作用仍然不清楚。
研究發(fā)現(xiàn),大腸癌患者和健康人的腸道菌群不同,但不同研究之間結果相差懸殊,科學家難以確定大腸癌患者腸道菌群屬于異常或微生態(tài)失調(diào)。常見的結果是發(fā)現(xiàn)大腸癌患者腸道菌群有高水平的梭菌屬,梭菌屬常見于健康人口腔,在腸道內(nèi)比較少見。許多研究發(fā)現(xiàn),大腸癌患者腸道內(nèi)大腸桿菌水平也高于健康人。
佛羅里達大學微生物學家Christian Jobin說,大腸癌的發(fā)生常需要幾十年,細菌類型的差異不一定是大腸癌發(fā)生的原因。
在動物實驗中,科學家可對大腸癌從發(fā)生到形成腫瘤的整個過程進行示蹤,但對人類開展這類研究很困難。2014年,密西根大學Schloss等報道,大腸癌、癌前病變和結腸健康者三類人的腸道菌群存在明顯不同。腸道菌群結合其他風險因子如年齡、種族和體型BMI,可以提高大腸癌的預測準確度。
但大腸癌和菌群變化之間的因果關系并不清楚,美國堪薩斯大學Shahid Umar認為,回答這個問題難度很大。腸道菌群能促進大腸癌發(fā)生的證據(jù)主要來自小鼠實驗,例如Schloss將大腸癌小鼠的腸道菌群移植給無菌小鼠,然后給無菌小鼠用化學誘變劑處理,結果發(fā)現(xiàn),來自大腸癌小鼠的腸道菌群比來自健康動物的菌群能讓無菌小鼠發(fā)生的腫瘤更多更大。如果用抗生素殺死一些細菌,將不會誘導出腫瘤,提示腸道菌群是癌癥發(fā)生的重要因素。因為這些存在促進癌癥微生物的小鼠只要不用誘變劑處理也不會產(chǎn)生腫瘤,說明誘變劑也是腫瘤發(fā)生的必需條件。
為解釋細菌和大腸癌的關系,科學家將目標限制在梭菌屬、產(chǎn)聚酮肽基因毒素大腸桿菌和產(chǎn)毒脆弱擬桿菌三種細菌。這三種細菌增加腫瘤小鼠模型中容易形成大腸癌。當然也不是所有細菌都有促癌效應。
Jobin小組發(fā)現(xiàn)給免疫缺陷小鼠接種大腸桿菌或糞腸球菌都會形成結腸炎,但只有接種大腸桿菌的動物會出現(xiàn)腫瘤。接種大腸桿菌的動物如果沒有產(chǎn)生炎癥反應,則不會形成腫瘤,說明炎癥反應是重要條件。Jobin發(fā)現(xiàn),如果將腸道內(nèi)炎癥環(huán)境改變的大腸桿菌基因去除,則促癌作用消失,說明炎癥是啟動大腸桿菌促癌的誘因。根據(jù)約翰霍普金斯大學Cynthia Sears的研究,如果阻斷IL-17抑制炎癥,脆弱類桿菌也不在具有促癌效應。IL-17在其他器官腫瘤發(fā)生中也具有重要作用。這些動物實驗結果說明,腸道細菌是大腸癌產(chǎn)生的重要因素,但不是唯一因素。
大腸細菌和大腸癌的密切聯(lián)系,是否足以讓我們常規(guī)進行清腸來預防大腸癌的發(fā)生,目前的研究沒有這方面的證據(jù)。而且腸道菌群是維持機體健康的重要因素,我們似乎只有呵護,但不能進行強烈的干預手段,到底那種手段真正具有價值,也需要進一步深入研究。
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