一项新研究揭示了肠道细菌如何帮助决定饮食中的天冬酰胺氨基酸是滋养肿瘤生长还是激活免疫细胞对抗癌症，威尔康奈尔医学院（Weill Cornell Medicine）的研究人员表示。这使得肠道微生物组——由生活在肠道内的数万亿微生物组成——成为人体对癌症及现代癌症治疗方法（如免疫疗法）反应中的关键参与者。
发表在《Cell Host & Microbe》杂志上的这些发现可能带来一种新的癌症治疗方法和监测策略：临床医生或许有一天能够重塑肠道微生物组或调整饮食，以"饿死"肿瘤同时增强免疫细胞功能，而不是直接针对肿瘤进行治疗。
"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对治疗的反应。我们不能忽视这一关键层面的调控，"共同领导这项研究的威尔康奈尔医学院代谢健康哈尔沃森家族研究学者、免疫学副教授郭春军（Chunjun "CJ" Guo）博士说。
这项研究是与共同通讯作者、威尔康奈尔医学院炎症性肠病Jill Roberts研究所主任、免疫学Michael Kors教授David Artis博士以及免疫学助理教授、弗里德曼营养中心成员Nicholas Collins博士密切合作的成果。
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。接下来，他们聚焦于天冬酰胺，这是一种支持蛋白质合成并促进细胞存活的氨基酸。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。
为了了解微生物群天冬酰胺代谢的影响，研究团队使用了卵形拟杆菌（Bacteroides ovatus），这是一种常见的肠道细菌，拥有一个名为bo-ansB的基因，该基因编码一种分解天冬酰胺的酶。通过小鼠模型，研究人员发现当存在bo-ansB基因时，卵形拟杆菌会在肠道中消耗更多的天冬酰胺，因此更少的天冬酰胺被吸收进入血液并输送到肿瘤。
当bo-ansB基因被敲除后，这种细菌就无法在肠道中消耗天冬酰胺，因此更多的天冬酰胺到达血液循环和肿瘤。这表明细菌控制着离开肠道的天冬酰胺总体水平，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直肠癌小鼠模型中，带有bo-ansB的细菌帮助肿瘤生长。而在具有bo-ansB缺失细菌的小鼠中，同样的高天冬酰胺饮食产生了相反的效果：更多的天冬酰胺到达肿瘤并被CD8+ T细胞吸收。这触发免疫细胞进入一种"干细胞样"状态，与持久有效的抗肿瘤反应相关。相反，在没有足够天冬酰胺的情况下，CD8+ T细胞抑制肿瘤生长的效果较差。
癌细胞杀手的营养开关
研究表明，当去除bo-ansB后，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的蛋白质转运蛋白（SLC1A5），这对于对抗癌细胞很重要。干细胞样的CD8⁺ T细胞作为免疫细胞的可再生来源，可以成熟为杀死癌细胞的T细胞。一旦被激活，这些杀手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。
除了天冬酰胺外，郭实验室还对探索其他可能通过抑制生长或增强抗肿瘤活性来影响肿瘤负担的途径感兴趣。
"许多研究表明，我们的微生物群产生的酶以及小分子和蛋白质等代谢物，可能是癌症进展的潜在生物标志物，"郭博士说，他也是炎症性肠病Jill Roberts研究所的成员。
这提出了未来癌症治疗的可能性，即将免疫疗法与定制饮食和以微生物组为目标的策略相结合，例如设计益生菌、工程化原生肠道细菌或微调氨基酸可用性的个性化饮食计划。
"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，因为不同的饮食可能会增强一个人的免疫系统，而对另一个人则不然，这取决于他们拥有的微生物群类型，"Collins博士说。"我们的目标是个性化治疗，我们可以定制一种特定的饮食，与个人的微生物群协同作用，以增强免疫系统对抗癌症。"
出版详情
乔珊珊等人，《肠道氨基酸的微生物利用调节癌症进展和抗癌免疫》，《Cell Host & Microbe》（2026年）。DOI: 10.1016/j.chom.2025.12.003
期刊信息：《Cell Host & Microbe》
关键医学概念：天冬酰胺、CD8+ T淋巴细胞、肠道菌群
临床类别：肿瘤学
由威尔康奈尔医学院提供
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