新研究表明，康奈尔大学威尔医学中心的研究人员发现，肠道细菌可以决定饮食中的氨基酸天冬酰胺是促进肿瘤生长还是激活对抗癌症的免疫细胞。这将肠道微生物组——肠道中生活的数万亿微生物——视为身体对癌症及免疫疗法等现代癌症治疗反应的核心角色。
该研究结果发表在《细胞宿主与微生物》期刊上，可能带来新的癌症治疗方法和监测策略——医生未来可能无需直接靶向肿瘤，而是通过重塑肠道微生物组或调整饮食来饿死肿瘤同时增强免疫细胞活性。
共同领导该研究的康奈尔大学威尔医学中心免疫学副教授、代谢健康哈尔沃森家族研究学者郭春军（CJ）博士表示：“我们的研究表明，我们需要思考饮食、肠道微生物群和肿瘤浸润免疫细胞之间的相互作用如何影响癌症生长和治疗反应。我们不能忽视这一关键层面的调控。”本研究由康奈尔大学威尔医学中心炎症性肠病 Jill Roberts 研究所主任兼免疫学 Michael Kors 教授大卫·阿蒂斯博士和免疫学助理教授、弗里德曼营养中心成员尼古拉斯·柯林斯博士共同主导。
微生物消耗肠道天冬酰胺
研究人员首先在具有人类肠道微生物群的小鼠模型中证实，某些细菌可以消耗氨基酸并影响肿瘤进展。接着，他们聚焦于天冬酰胺，这种氨基酸支持蛋白质合成并促进细胞存活。在肿瘤内部营养贫乏环境中的癌细胞和CD8+ T细胞（直接攻击和摧毁肿瘤细胞的细胞毒性免疫细胞）都需要这种氨基酸才能保持活性。
为了解微生物群天冬酰胺代谢的影响，研究团队使用了拟杆菌卵形杆菌（Bacteroides ovatus），这是一种常见肠道细菌，拥有名为bo-ansB的基因，该基因编码分解天冬酰胺的酶。通过小鼠模型，研究人员证明当bo-ansB基因存在时，拟杆菌卵形杆菌在肠道中消耗更多天冬酰胺，因此较少被吸收进入血液并输送至肿瘤。
当bo-ansB基因被敲除后，细菌无法在肠道中消耗天冬酰胺，因此更多氨基酸到达血液和肿瘤。这表明细菌控制着离开肠道的天冬酰胺整体水平，并塑造了肿瘤和免疫细胞共享的“战场”。
在喂食额外天冬酰胺的结肠直肠癌小鼠模型中，携带bo-ansB的细菌促进了肿瘤生长。而在携带bo-ansB缺失细菌的小鼠中，相同的高天冬酰胺饮食产生了相反效果：更多天冬酰胺到达肿瘤并被CD8+ T细胞摄取。这触发了免疫细胞进入一种“干细胞样”状态，与持久有效的抗肿瘤反应相关。相比之下，天冬酰胺不足时，CD8+ T细胞抑制肿瘤生长的效果较差。
癌症杀伤细胞的营养开关
研究显示，当bo-ansB被移除时，肿瘤微环境中较高的天冬酰胺水平促使CD8+ T细胞在其细胞表面表达更多蛋白质转运体（SLC1A5），这对对抗癌细胞至关重要。干细胞样的CD8⁺ T细胞作为可再生的免疫细胞来源，可以成熟为癌症杀伤T细胞。一旦激活，这些杀伤细胞通过产生强大的免疫因子来攻击肿瘤，帮助摧毁癌细胞。阻断SLC1A5消除了高天冬酰胺水平带来的益处。
郭春军博士表示，除了天冬酰胺，其实验室还计划探索其他可能通过抑制肿瘤生长或增强抗肿瘤活性来影响肿瘤负担的途径。“许多研究表明，微生物群产生的酶以及代谢物（如小分子和蛋白质）可能成为癌症进展的潜在生物标志物。”郭博士同时也是炎症性肠病 Jill Roberts 研究所的成员。
这引发了未来癌症护理的新可能：将免疫疗法与定制饮食和靶向微生物组的策略（如设计益生菌、改造本土肠道细菌或个性化饮食计划）相结合，精细调节氨基酸可用性。
柯林斯博士强调：“我们认为继续研究饮食、微生物群和免疫系统之间的相互作用至关重要，因为不同饮食可能增强某个人的免疫系统，但对另一个人却无效，这取决于其微生物群类型。我们的目标是个性化治疗，能够定制特定饮食，使其与个体的微生物群协同作用，从而增强免疫系统对抗癌症。”
参考文献： Qiao S, Li TT, Jeong M, 等. 微生物组对肠道氨基酸的利用调控癌症进展和抗癌免疫. 《细胞宿主与微生物》. 2026;34(1):18-34.e14. doi: 10.1016/j.chom.2025.12.003
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