一项由Ludwig癌症研究所进行的研究揭示了饮食、肠道微生物与癌症治疗效果之间的一个令人惊讶的联系。
该研究由Ludwig Princeton的Asael Roichman和分部主任Joshua Rabinowitz领导，可能有助于解释为什么被称为PI3激酶（PI3K）抑制剂的药物——这些药物通过干扰异常激活的生物化学信号通路来抑制癌细胞增殖——在患有实体瘤的患者中没有带来一致且持久的癌症控制。
“许多抗癌药物对所有患者的疗效并不相同，一个正在出现的可能性是饮食在其中起着作用。在这项研究中，我们发现在临床前模型中，饮食确实可以改变癌症治疗的结果，并且这种改变是以一种意想不到的方式发生的，与营养直接效应无关。事实证明，植物性食物中的某些小分子在小鼠体内被共生肠道细菌转化为能够激活肝脏更快清除PI3K抑制剂的化合物，从而降低了药物的疗效。”
Joshua Rabinowitz, Ludwig Princeton
“虽然我们在本研究中专注于PI3K抑制剂，但参与清除这些药物的肝脏酶也会分解许多其他药物，”Roichman补充道，他是Rabinowitz实验室的一名博士后，也是这项研究的主要作者。“这表明我们的发现可能与用于治疗癌症和其他疾病的多种药物有关。”
这项发表在最新一期《细胞》杂志上的研究表明，开始于一个从完全不同的角度探讨饮食与癌症治疗相互作用的实验结果。
Rabinowitz实验室和其他研究已经表明，在临床前癌症小鼠模型中，生酮饮食显著增强了对癌症药物的反应。这类饮食富含脂肪，碳水化合物含量极低，其增强治疗反应被认为与其降低胰岛素和血糖水平的趋势有关。因此，研究人员在实验中发现，喂食某些高碳水化合物饮食的小鼠（应提高血糖并刺激胰岛素产生）对PI3K抑制剂有良好的反应时感到惊讶。
深入研究这一意外结果，他们发现生酮饮食对PI3K抑制剂反应的增强与碳水化合物、脂肪、血糖或胰岛素关系不大。相反，实验表明，关键因素是饮食的分子复杂性——即是否为“全食物”而非高度加工食品。
在临床前研究中，小鼠食用的高度加工的生酮饮食缺乏标准饲料中存在的复杂植物化学物质混合物，尤其是来自豆类和大豆的植物化学物质。结果表明，肠道微生物将植物化学物质，特别是大豆皂苷，分解成诱导肝脏解毒酶（细胞色素P450）表达的分子。
实验显示，食用标准饲料的小鼠中这些肝酶的增加导致PI3K抑制剂的快速清除，从而降低了抗肿瘤疗效。与此发现一致的是，研究人员还证明了高碳水化合物但低植物化学物质的饮食以及抑制肠道微生物组的抗生素增强了小鼠中PI3K抑制剂的活性。
“这些发现表明，一些植物性饮食通过与肠道微生物的相互作用，可能会通过加速身体的药物清除系统来降低癌症药物的暴露量，”Roichman说。“虽然在人类中发挥这种影响的具体分子可能不同，但我们的工作强调了饮食和微生物组作为塑造癌症药物在体内行为的关键因素。”
此外，这些发现为开发新的癌症治疗策略提供了机会，这些策略考虑了患者的饮食、微生物组组成和最近使用抗生素等因素。基于进一步的研究，这些策略可以包括分析患者的微生物组，并开具饮食改变和药物干预以调节癌症疗法的代谢。
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