瘤內(nèi)微生物與胰腺癌的治療2024

胰腺癌惡性程度極高，80%?85%的患者在確診時(shí)即為不可切除或出現(xiàn)遠(yuǎn)

處轉(zhuǎn)移，其5年生存率不足10%。作為重要的消化性器官，胰腺曾被認(rèn)為

處于〃無菌狀態(tài)〃，然而，越來越多的研究證實(shí)，正常胰腺組織或胰腺腫瘤

組織內(nèi)均存在特定的微生物。瘤內(nèi)微生物雖被證實(shí)能夠參與胰腺腫瘤的發(fā)

生與進(jìn)展，但其對(duì)胰腺癌生長、轉(zhuǎn)移及藥物治療方面的調(diào)控機(jī)制仍不明確。

本文系統(tǒng)解析胰腺良、惡性腫瘤瘤內(nèi)微生物多樣性，探討瘤內(nèi)微生物在胰

腺癌治療領(lǐng)域的應(yīng)用價(jià)值，并結(jié)合筆者團(tuán)隊(duì)工作，淺談目前瘤內(nèi)微生物在

胰腺癌研究領(lǐng)域的諸多問題及爭議，為該領(lǐng)域相關(guān)研究拓展新的思路。

一、胰腺腫瘤內(nèi)微生物的來源

生理狀態(tài)下，胰腺組織內(nèi)存在少量微生物，當(dāng)腫瘤發(fā)生時(shí)，腫瘤內(nèi)部的微

生物豐度可升高至正常組織的1000倍。這些微生物源自何處是一個(gè)值得

探討的問題。一方面，從解剖學(xué)角度，胰腺病變導(dǎo)致胰液的成分或pH改

變，使微生物易于通過胰管逆行進(jìn)入胰腺。另一方面，腸道細(xì)菌可能自主

進(jìn)入腸系膜淋巴結(jié)，進(jìn)而通過免疫細(xì)胞運(yùn)輸至胰腺。筆者研究發(fā)現(xiàn)，在急、

慢性胰腺炎及胰腺腫瘤小鼠模型中，腸道菌群失衡可導(dǎo)致腸道局部炎癥反

應(yīng)，主要表現(xiàn)為炎癥因子如IL-17等大量釋放，進(jìn)而破壞腸道屏障功能，

導(dǎo)致腸道內(nèi)細(xì)菌極易透過腸道屏障，進(jìn)入血液或者腸系膜淋巴組織，最終

遷移至胰腺。此外，正常胰腺與胰腺腫瘤中均可檢出常見口腔細(xì)菌，如牙

齦嚇琳單胞菌等，并且,其菌群組成與口腔菌群極為相似,提示細(xì)菌還能

夠借助〃口腔-血液途徑〃實(shí)現(xiàn)口腔菌群的重定位。

二、胰腺腫瘤內(nèi)微生物的特征

因特殊的組織學(xué)特性，胰腺囊性腫瘤內(nèi)微生物菌落極為獨(dú)特。Li等研究發(fā)

現(xiàn)，胰腺囊性占位的囊液中主要以擬桿菌屬、埃希菌屬或志賀菌屬和氨基

酸球菌屬為主；并且不同類型囊性占位囊液中的微生物組成并無差異。作

為最常見的胰腺囊性腫瘤，胰腺導(dǎo)管內(nèi)乳頭狀黏液瘤（IPMN）囊液中細(xì)

菌豐度顯著高于其他類型囊性腫瘤，而且高度不典型增生IPMN囊液的細(xì)

菌DNA拷貝數(shù)顯著高于低度不典型增生IPMN。高度不典型增生IPMN

囊液內(nèi)主要以顆粒菌屬、沙雷菌屬和梭桿菌屬為主，而低度不典型增生的

IPMN囊液則以甲基桿菌屬、鞘氨醇單胞菌屬和丙酸桿菌屬為主。Hozaka

等對(duì)IPMN和正常胰腺組織的石蠟樣本進(jìn)行16srDNA測序,發(fā)現(xiàn)二者

在物種豐度與多樣性方面并無差異，但浸潤型IPMN中梭桿菌的相對(duì)豐度

顯著高于非浸潤型IPMN提示瘤內(nèi)微生物可能參與IPMN的進(jìn)展。目前，

多數(shù)研究通過對(duì)比胰腺良性或低度惡性腫瘤與惡性腫瘤瘤內(nèi)微生物的差

異，探究其在腫瘤診斷以及良、惡性鑒別中的應(yīng)用價(jià)值。然而，因不同類

型胰腺囊附中瘤的組織結(jié)構(gòu)、起源均不盡相同,瘤內(nèi)微生物多樣性及成分

復(fù)雜，同時(shí)，部分囊液的獲取依賴于超聲內(nèi)鏡等手段，獲得的瘤內(nèi)微生物

易受到醫(yī)源性操作的影響，如胃內(nèi)容物及口腔細(xì)菌污染等,因此,筆者建

議應(yīng)慎重看待瘤內(nèi)微生物在評(píng)估胰腺腫瘤良惡性方面的作用。

對(duì)于胰腺癌與正常胰腺組織內(nèi)的菌群是否存在差異這一問題，目前仍存爭

議。研究發(fā)現(xiàn)，胰腺癌組織中主要以變形菌門、厚壁菌門、擬桿菌門為主；

口卜琳單胞菌屬、梭桿菌屬、普雷沃菌屬、二氧化碳嗜纖維菌屬、嗜血桿菌

屬及月形單胞菌屬豐度也較正常組織更高。另外，不同預(yù)后的胰腺癌患者

的腫瘤組織內(nèi)的菌群組成也存在明顯差異，長期生存的患者比短期生存患

者的腫瘤組織內(nèi)菌群多樣性更高?；诨蚪M和轉(zhuǎn)錄組特征，胰腺導(dǎo)管腺

癌（PDAC）可分為基底樣、經(jīng)典和混合亞型。基底樣腫瘤更具侵襲性且

預(yù)后更差，微生物組分析提示，腫瘤內(nèi)主要以不動(dòng)桿菌屬、假單胞菌屬和

Sphingopyxis屬為主,且其豐度與腫瘤預(yù)后呈負(fù)相關(guān)。此外，真菌作為

另一類常見微生物，也被證實(shí)與胰腺癌的進(jìn)展相關(guān)。Aykut等研究發(fā)現(xiàn),

PDAC組織中子囊菌門和擔(dān)子菌門顯著升高；進(jìn)一步研究提示，腫瘤組織

中馬拉色菌屬主要參與PDAC進(jìn)展。

筆者認(rèn)為，目前關(guān)于胰腺癌菌群鑒定與分析中存在以下幾點(diǎn)問題：（1）由

于樣本取材、處理及保存方式的不同，易導(dǎo)致外源性細(xì)菌的污染，影響結(jié)

果的可靠性。大多數(shù)研究采取石蠟切片進(jìn)行菌群分析，切勿忽略石蠟包埋

過程中造成的微生物污染，因此，采取適當(dāng)?shù)膶?duì)照樣本，有助于合理排除

〃潛在〃污染的微生物，也是獲得準(zhǔn)確結(jié)果的關(guān)鍵。（2）不同的測序手段、

分析方法導(dǎo)致結(jié)果的不一致或不可重復(fù)。目前常規(guī)應(yīng)用的測序方法包括細(xì)

菌16srDNA、真菌ITS測序以及宏基因組測序等,然而，各種方法孰優(yōu)

孰劣？16srDNA與ITS測序獲取的微生物的類別較少，并且需要合理排

除測序過程中導(dǎo)致的其他外源性微生物干擾。對(duì)于宏基因組測序，因尚缺

乏適用于瘤內(nèi)微生物注釋的數(shù)據(jù)庫及金標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致不同注釋策略獲得的結(jié)

果存在一定的差異，因此需要慎重選擇。

三、瘤內(nèi)微生物促進(jìn)胰腺癌生長和轉(zhuǎn)移

胰腺癌因其生長迅速且易出現(xiàn)早期轉(zhuǎn)移，進(jìn)而失去手術(shù)時(shí)機(jī)，導(dǎo)致預(yù)后較

差。瘤內(nèi)微生物被蜂通過一系列機(jī)制參與胰腺癌進(jìn)展,如牙齦嚇琳單胞

菌激活腫瘤細(xì)胞內(nèi)AKT信號(hào)通路進(jìn)而促進(jìn)月口瘤細(xì)胞增殖在小鼠模型中，

胰腺癌內(nèi)真菌，如球形馬拉色菌能通過激活甘露糖結(jié)合凝集素或補(bǔ)體3促

進(jìn)胰腺癌生長。然而，在體外實(shí)驗(yàn)中，不同細(xì)菌感染復(fù)數(shù)（MOI）對(duì)腫瘤

細(xì)胞的增殖能力影響差異巨大，較低的MOI（如1:1或50:1）能夠促進(jìn)

腫瘤細(xì)胞生長,而較高的MOI（500:1）則抑制腫瘤生長。筆者認(rèn)為，需

合理應(yīng)用體外模型研究微生物對(duì)腫瘤細(xì)胞增殖能力的影響。就研究方法而

言，采用與瘤內(nèi)細(xì)菌相同或近似的微生物豐度干預(yù)腫瘤細(xì)胞，才能準(zhǔn)確地

反映其對(duì)腫瘤生物學(xué)特性的改變。

此外，瘤內(nèi)微生物還能夠影響腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)移，如具核梭桿菌通過誘導(dǎo)胰腺

癌細(xì)胞與癌旁正常細(xì)胞以自分泌和旁分泌的方式釋放炎癥因子（粒細(xì)胞-

巨噬細(xì)胞集落刺激因子、C-X-C基序趨化因子配體1、IL-8及巨噬細(xì)胞炎

性蛋白3漕），促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的侵襲與遷移。胰腺癌腫瘤微環(huán)境中不僅包

括大量腫瘤上皮細(xì)胞與腫瘤相關(guān)成纖維細(xì)胞（CAFs）,還包括各種免疫細(xì)

胞以及內(nèi)分泌細(xì)胞等，那么何種細(xì)胞主要參與瘤內(nèi)微生物介導(dǎo)的腫瘤轉(zhuǎn)移？

筆者研究發(fā)現(xiàn)，瘤內(nèi)微生物廣泛存在于腫瘤上皮細(xì)胞與CAFs中，隨著單

細(xì)胞研究技術(shù)的廣泛應(yīng)用，能夠更清晰地描繪瘤內(nèi)微生物在不同腫瘤成分

中的分布，結(jié)合轉(zhuǎn)錄組測序技術(shù)，可以進(jìn)一步理解瘤內(nèi)微生物在不同細(xì)胞

亞群中的功能及其在0中瘤進(jìn)展中的作用與動(dòng)態(tài)變化。

四、瘤內(nèi)微生物重野中瘤免疫微環(huán)境

胰腺癌瘤內(nèi)菌群能夠重塑腫瘤免疫微環(huán)境，影響腫瘤生長及對(duì)藥物治療的

反應(yīng)。在KrasGI2D/Pdx1-Cre小鼠模型中，抗生素能夠有效清除胰限內(nèi)

微生物，抑制組織內(nèi)骨髓源性免疫抑制細(xì)胞（MDSC）富集，促進(jìn)M1型

巨噬細(xì)胞、CD4+T細(xì)胞Th1分化及CD8+T細(xì)胞激活。同時(shí)，組織內(nèi)微

生物選擇性激活Toll樣受體，驅(qū)動(dòng)單核細(xì)胞向腫瘤抑制性表型分化，介導(dǎo)

T細(xì)胞的免疫耐受，最終加速腫瘤進(jìn)展。Riquelme等通過構(gòu)建人源化糞

菌移植小鼠模型，證實(shí)了來自長期生存的胰腺癌患者的腸道菌群通過改變

胰腺腫瘤內(nèi)菌群組成，增強(qiáng)腫瘤CD8+T細(xì)胞活化并抑制MDSC和調(diào)節(jié)性

T細(xì)胞富集，從而遏制腫瘤生長。

此外，腫瘤內(nèi)某些特定微生物也被證實(shí)通過調(diào)控免疫影響腫瘤進(jìn)展。具核

梭桿菌通過CXCL1-CXCR2軸誘導(dǎo)的MDSC向瘤內(nèi)遷移，抑制CD8+T

細(xì)胞浸潤，加速腫瘤生長；牙齦嚇琳單胞菌通過刺激中性粒細(xì)胞趨化因子

的產(chǎn)生，進(jìn)而招募中性粒細(xì)胞浸潤及誘導(dǎo)彈性蛋白酶分泌，促進(jìn)腫瘤進(jìn)展。

那么是否可以通過重塑腸道菌群進(jìn)而影響胰腺及腫瘤免疫微環(huán)境？筆者

研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)抗生素處理后的小鼠進(jìn)行糞菌移植能夠顯著上調(diào)胰腺組織中

菌群相對(duì)豐度,同時(shí)可影響組織內(nèi)巨噬細(xì)胞及中性粒細(xì)胞及CD8+T細(xì)胞

的分布，提示可以通過糞菌移植實(shí)現(xiàn)對(duì)胰腺癌內(nèi)腫瘤菌群豐度的調(diào)控，進(jìn)

而實(shí)現(xiàn)對(duì)胰腺癌組織內(nèi)免疫微環(huán)境重塑。

五、瘤內(nèi)微生物對(duì)胰腺癌治療的影響

Geller等研究發(fā)現(xiàn)，攜帶長型胞苗脫氨酶（CDD-L）基因的一大類細(xì)菌能

夠誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞對(duì)吉西他濱的耐藥。CDD-L通過代謝吉西他濱使其失活,

降低腫瘤內(nèi)藥物濃度，使腫瘤細(xì)胞得以逃避化療藥物的殺傷。含有CDD?L

的細(xì)菌主要屬于Y變形菌門，且其已被證實(shí)在胰腺癌組織中具有較高的豐

度。上述結(jié)果提示，通過改變腫瘤內(nèi)特定菌群豐度能夠逆轉(zhuǎn)以吉西他濱為

核心的化療耐藥?？股刈鳛橄到y(tǒng)性清除細(xì)菌最簡單易行的手段，已被證

實(shí)能夠顯著延長轉(zhuǎn)移性或不可切除胰腺癌患者預(yù)后，而其對(duì)可切除腫瘤患

者預(yù)后無明顯影響；并且抗生素能夠有效增強(qiáng)以吉西他濱^口5-氟尿嚓癥為

基礎(chǔ)的化療效果，這也提示通過特定抗生素靶向干預(yù)腫瘤組織內(nèi)菌群將有

助于提高腫瘤對(duì)化療的反應(yīng)。免疫治療適用于高微衛(wèi)星不穩(wěn)定或錯(cuò)配修復(fù)

基因缺陷的亞型腫瘤，由于胰腺癌組織內(nèi)缺乏免疫細(xì)胞浸潤且僅有2%腫

瘤存在上述突變，免疫治療的效果差強(qiáng)人意。雖然有研究提示，口服抗生

素聯(lián)合抗PD-1能夠延緩胰腺癌進(jìn)展，但其對(duì)腫瘤內(nèi)菌群改變的作用以及

腫瘤免疫狀態(tài)的影響仍需進(jìn)一步探究。

六、針對(duì)瘤內(nèi)微生物的治療策略

瘤內(nèi)微生物廣泛存在且具組織特異性，針對(duì)瘤內(nèi)菌開發(fā)靶向治療手段將為

胰腺癌治療提供全新的方向。筆者認(rèn)為，抗生素雖然能夠降低腫瘤內(nèi)微生

物豐度，但長期應(yīng)用極易導(dǎo)致細(xì)菌耐藥、腸道菌群紊亂及繼發(fā)真菌感染等,

其安全性與可靠性備受爭議。雖然目前眾多研究試圖探究如何通過精準(zhǔn)給

藥改變腫瘤內(nèi)菌群豐度，實(shí)現(xiàn)對(duì)化療藥物的增敏作用，然而，目前研究的

局限性在于(1)缺乏合理的動(dòng)物模型。大多研究采用小鼠皮下瘤模型予

以瘤內(nèi)注射或者瘤旁注射的方式，最大程度改變腫瘤內(nèi)微生物豐度，然而,

因皮下瘤通過皮膚直接與外界接觸，其微生物豐度難以控制。(2)靶向特

定器官抗生素的篩選。目前尚無靶向抗生素能夠特定到達(dá)胰腺或者胰腺癌

內(nèi)，實(shí)現(xiàn)對(duì)靶器官微生物的定點(diǎn)清除。研究顯示噬菌體可以感染和裂解細(xì)

菌，且對(duì)細(xì)菌物種具有高度的特異性，在治療細(xì)菌感染方面具有一定的優(yōu)

勢(shì)，因此，噬菌體療法已被考慮作為清除瘤內(nèi)細(xì)菌的一種手段。通過構(gòu)建

以噬菌體引導(dǎo)的〃生物-非生物混合納米系統(tǒng)〃，不僅能夠清除瘤內(nèi)具核梭桿

菌，還能夠增強(qiáng)化療反應(yīng)、降低藥物用量及其毒性。此外，通過腸道菌群

移植、瘤內(nèi)菌群干預(yù)等方式改變瘤內(nèi)微生物，也可作為一種潛在治療策略。

七、未來展望

瘤內(nèi)微生物作為一個(gè)全新領(lǐng)域，在腫瘤治療方面存在巨大潛力，但目前尚

缺乏基于臨床樣本的大規(guī)模測序分析，需要通過解析、識(shí)別及驗(yàn)證特