Cell子刊：北京大学邱满堂等团队合作发现肿瘤内微生物来源的丁酸盐促进肺癌转移

大多数肺癌(LC)的复发发生在手术后3年内，但潜在的机制尚不清楚。

2024年4月1日，北京大学邱满堂、李运及南京医科大学Wang Jie共同通讯在Cell Reports Medicine 在线发表题为“Intratumor microbiome-derived butyrate promotes lung cancer metastasis”的研究论文，该研究发现肿瘤内微生物来源的丁酸盐促进肺癌转移。该研究收集了无复发生存期较短(<3年，复发组)和较长(>3年，非复发组)的LC组织。通过16S测序，发现复发组肿瘤内微生物组多样性较低，而产丁酸菌在复发组丰富。

肿瘤内微生物组特征和循环微生物组DNA可以准确预测LC复发。该研究证明在肿瘤内注射产生丁酸的细菌Roseburia可以促进皮下肿瘤的生长。机制上，细菌源丁酸盐通过抑制HDAC2，增加H19启动子上H3K27乙酰化，诱导M2巨噬细胞极化，从而增加肿瘤细胞中H19的表达，从而促进LC转移。巨噬细胞的消耗部分消除了丁酸盐促进转移的作用。总之，该研究结果为肿瘤内微生物组与LC转移之间的相互作用提供了证据，并提示肿瘤内微生物组的潜在预后和治疗价值。

肺癌是世界上癌症相关死亡率最高的疾病。尽管近年来在靶向治疗、免疫治疗和手术治疗方面取得了令人鼓舞的结果，但5年总生存率低于20%，主要原因是诊断晚，复发和转移的频率高肺癌患者通常在术后3年内复发。因此，探索复发转移的相关机制，识别诊断性生物标志物和潜在的治疗靶点是肺癌相关的重要任务。

异常的微生物群已成为癌症的新标志之一，并深入参与了癌症进展的过程，而特定细菌的生物学作用可能是特定于环境的。乳杆菌属细菌是众所周知的益生菌，但最近的证据表明，吲哚产生细菌，包括Lactobacillus murinus，通过激活芳烃受体途径促进胰腺癌的生长对于肺癌，有报道称共生微生物组通过与骨髓细胞和γδT细胞的串扰促进肿瘤细胞增殖。之前的研究中，也发现具有不同放射学特征的肺癌具有不同的微生物组组成，并且α多样性在具有惰性临床行为的肺癌亚型中更高。鉴定与肺癌预后相关的新型细菌及其分子机制可能会带来新的诊断和治疗策略，以改善肺癌的生存结果。

机理模式图（图源自Cell Reports Medicine ）

该研究通过16S rRNA测序研究了短期或长期无复发生存期(RFS)的早期肺癌的微生物组组成。短RFS患者的肿瘤内微生物群多样性降低，而短RFS肺癌患者的丁酸产菌丰富。肿瘤内微生物组特征和术前循环微生物组DNA (cmDNA)能够准确地反映肿瘤的预后预测肺癌复发。该研究发现产丁酸菌Roseburia能够促进肺癌转移，而丁酸盐可以通过增加H19和MMP15的表达，直接促进肺癌细胞侵袭，诱导M2巨噬细胞极化。该研究为肿瘤内微生物组与LC转移之间的相互作用提供了证据，并提示肿瘤内微生物组的潜在预后和治疗价值。

原文链接：

https://doi.org/10.1016/j.xcrm.2024.101488