肠道微生物群：化疗的隐性调节因子及其对结直肠癌治疗的意义 - 硒与微生态

摘要

结直肠癌（CRC）是全球癌症发病率和死亡率的主要原因，化疗仍然是治疗的基石。新兴证据表明，肠道微生物群显著影响5-氟尿嘧啶、伊立替康和奥沙利铂等化疗药物的代谢、有效性和毒性。微生物酶——尤其是β-葡萄糖醛酸酶——可以重新激活药物代谢物，导致粘膜炎和腹泻等不良反应。此外，某些细菌种类通过调节宿主免疫反应和肿瘤微环境促进化疗耐药性。本综述重点介绍了肠道微生物群在塑造结直肠癌化疗有效性和毒性方面的关键作用，特别关注微生物代谢、化疗耐药性和以微生物群为靶点的治疗。以微生物群为靶点的干预措施——包括益生菌、益生元、粪便微生物移植（FMT）和酶抑制剂——代表了改善治疗结果和减轻毒性的有前景的策略。深入理解微生物群–药物相互作用对于个性化化疗方案、优化治疗效果和最小化不良反应至关重要。因此，肠道微生物群既是CRC的关键调节因子，也是潜在的治疗靶点。

1 引言

结直肠癌（CRC）是全球第三大常见癌症诊断和第二大癌症相关死亡因素，导致近10%的所有癌症和癌症相关死亡[1]。尽管筛查干预和手术程序不断改进，但CRC发病率在全球范围内呈上升趋势，尤其是在低收入和中等收入国家。化疗仍然是CRC治疗的基石，特别是对于转移性和晚期疾病，5-氟尿嘧啶（5-FU）、伊立替康和奥沙利铂等药物作为单药或联合方案（包括FOLFOX[5-FU、亚叶酸钙和奥沙利铂]和FOLFIRI[5-FU、亚叶酸钙和伊立替康]）被广泛应用。然而，患者间治疗反应的差异、化疗耐药性以及粘膜炎和腹泻等毒性带来了重大挑战，损害了治疗效果和患者生活质量[2]。过去十年，微生物群研究的进展揭示了肠道微生物群在宿主生理中的关键作用，包括免疫调节、代谢调节和药物生物转化[3]。肠道微生物群由数万亿微生物组成——主要是细菌——是一个极其动态的群落，执行广泛的代谢功能。这些微生物可能直接影响或间接影响化疗药物的药代动力学（吸收、分布、代谢和排泄）和药效学（药物有效性和毒性）[4]。证据证实，肠道微生物群组成和功能的改变——称为失调——与CRC发病机制和治疗反应调节密切相关[5,6]。某些细菌种类，如具核梭杆菌（Fusobacterium nucleatum）和大肠杆菌（Escherichia coli），已被证明参与肿瘤进展、调节宿主免疫系统反应以及增强化疗耐药机制。失调的特征是微生物多样性减少和致病性类群过度生长，加剧了化疗引起的毒性（如粘膜炎、肝毒性）和系统性炎症，使患者管理复杂化[7,8]。肠道微生物群作为动态治疗靶点的作用激发了人们对以微生物群为靶点的干预措施的兴趣，如益生菌、益生元和FMT，这些措施在增强化疗效果、减少毒性和实现个性化治疗方面显示出前景[9]。本综述认为，肠道微生物群是优化CRC化疗结果的关键杠杆，通过微生物群相关信息的诊断和治疗，为精准肿瘤学提供了一条途径。本综述将批判性地检查肠道微生物群如何调节CRC中化疗药物代谢和效果的机制。我们将阐明分子机制，评估临床证据，提出以微生物群为靶点的治疗策略，并确定研究差距，以推进基于微生物群的CRC治疗。

2 肠道微生物群的组成和功能

人体肠道微生物群是一个复杂的生态系统，由数万亿微生物组成，包括细菌、古菌、病毒和真菌，其中细菌是主要组成部分。大多数肠道细菌种类属于四个主要门：厚壁菌门（Firmicutes）、拟杆菌门（Bacteroidetes）、放线菌门（Actinobacteria）和变形菌门（Proteobacteria）[10,11]。在健康个体中，厚壁菌门和拟杆菌门占微生物群的90%以上，尽管相对丰度可能因年龄、饮食、地理位置和健康状况等因素而有显著差异[12]。肠道微生物群发挥着对维持宿主稳态至关重要的广泛功能。这些功能包括将不可消化的膳食纤维发酵成短链脂肪酸（SCFAs），如乙酸、丙酸和丁酸，这些物质为结肠细胞提供能量来源并调节免疫反应[13]。此外，微生物群在合成必需维生素（如维生素K、B族维生素）、调节脂质代谢以及通过竞争性排斥和产生抗菌化合物来保护免受病原微生物侵害方面起着关键作用[14]。除了代谢贡献外，肠道微生物群还显著影响宿主免疫系统的发育和功能。它教育免疫细胞，塑造促炎和抗炎反应之间的平衡，并维持肠道屏障的完整性[15]。肠道微生物群组成或功能的扰动，称为失调，已被与多种疾病相关联，包括炎症性肠病（IBD）、肥胖、糖尿病和各种癌症，尤其是CRC。最近的研究表明，特定的微生物类群可能直接与化疗药物相互作用，将其代谢为非活性化合物或将其转化为毒性更强的衍生物，从而影响药物的有效性和安全性[16]。这些见解强调了理解肠道微生物群作用的必要性，不仅在健康和疾病中，而且在治疗干预中。

3 CRC中的化疗药物

化疗构成了CRC在已切除癌症的辅助治疗和晚期及转移性癌症的姑息治疗中系统治疗的基石。尽管靶向治疗（如抗EGFR和抗VEGF单克隆抗体）取得了革命性进展，并引入了免疫治疗策略，但细胞毒性化疗对于提高各阶段疾病生存率仍然不可或缺。CRC治疗中常用的化疗药物包括氟嘧啶类（如5-FU及其口服前药卡培他滨）、伊立替康和奥沙利铂。这些药物通常用于联合方案，如FOLFOX、FOLFIRI和CAPOX（卡培他滨和奥沙利铂），以增强对肿瘤的细胞毒性，延缓耐药性的发展，并提高总体和无进展生存率[17]。5-FU通过抑制胸苷酸合成酶来损害DNA合成，是CRC治疗的主流药物。卡培他滨提供了口服等效物，它在肿瘤组织中被优先酶转化为5-FU，从而增强选择性并减少全身毒性。伊立替康是一种拓扑异构酶I抑制剂，破坏DNA复制和转录，而奥沙利铂通过产生DNA-铂加合物诱导细胞毒性，导致细胞凋亡。与单药治疗相比，联合化疗方案显著改善了治疗结果，但带来了中性粒细胞减少、腹泻、粘膜炎、肝毒性和神经毒性等累积毒性。方案选择通常基于疾病阶段、患者合并症、体能状态以及RAS和BRAF突变和错配修复状态等分子标志物进行个体化。维持策略平衡了疗效和耐受性。由微生物群–药物相互作用部分驱动的患者间反应差异仍然是一个主要挑战。化疗药物与肠道微生物群之间的复杂动态对于优化CRC治疗至关重要[18-21]。

3.1 氟嘧啶类：5-FU和卡培他滨

5-FU是CRC化疗治疗的关键组成部分。其细胞毒性的主要机制是抑制胸苷酸合成酶（TS），这对胸苷合成至关重要，从而阻断DNA复制。5-FU代谢物还整合到RNA中，干扰其功能和加工[22]。

卡培他滨是一种口服氟嘧啶前药，通过在肿瘤组织中被胸苷磷酸化酶酶转化为5-FU而提高肿瘤选择性并降低全身副作用，胸苷磷酸化酶是一种在癌细胞中经常过表达的酶[23]。

然而，氟嘧啶毒性和代谢存在显著的个体间差异。由于二氢嘧啶脱氢酶（DPD）酶（由DPYD基因编码）的缺乏，5-FU分解代谢减少可能导致严重毒性。除了宿主的遗传构成外，最近的研究将肠道微生物群与氟嘧啶的代谢和解毒联系起来，这可能会改变毒性特征和治疗效果[24-27]。

3.2 伊立替康

伊立替康是一种半合成喜树碱前药，通过肝和肠羧酸酯酶转化为活性代谢物SN-38，SN-38抑制DNA拓扑异构酶I并在增殖性肿瘤细胞中诱导细胞凋亡。随后，SN-38在肝脏中通过葡萄糖醛酸化转化为非毒性代谢物SN-38-葡萄糖醛酸（SN-38G），然后排泄到胆汁并进入肠道。然而，某些肠道微生物能够通过细菌β-葡萄糖醛酸酶的作用将SN-38G重新转化为活性SN-38，导致粘膜损伤和迟发性腹泻，这限制了伊立替康的临床使用[28]。

为了解决这一挑战，已经做出了相当大的努力来设计选择性抑制细菌β-葡萄糖醛酸酶的抑制剂，这些抑制剂对人类酶不具活性，旨在减轻伊立替康引起的胃肠道毒性而不损害药物的抗肿瘤活性。临床前模型已显示出有希望的结果，证实了以微生物群为靶点的治疗作为化疗辅助手段的价值。重要的是，个体间肠道微生物群和β-葡萄糖醛酸酶活性的差异解释了患者间伊立替康毒性和治疗效果的差异。患者肠道中产生β-葡萄糖醛酸酶的细菌种群密度、宿主UGT1A1多态性和整体肠道粘膜健康的个体间差异都影响伊立替康的临床结果。患者肠道微生物群的表征以及UGT1A1突变的药物基因组学筛查有望实现个性化的伊立替康化疗。这种方法可能有助于优化给药方案、改善毒性管理和提高治疗效果[21]。

3.3 奥沙利铂

奥沙利铂是一种第三代铂复合物，通过形成DNA加合物来抑制DNA复制和转录，导致细胞凋亡[29]。与顺铂和卡铂相比，它具有不同的作用机制，对CRC具有更高的活性。与伊立替康不同，奥沙利铂不会被肠道微生物群广泛代谢。然而，奥沙利铂引起的粘膜损伤会导致局部炎症和失调，进而可能影响免疫反应，从而调节治疗效果和外周神经病变的形成，这是一种常见的剂量限制性毒性[30]。越来越多的证据表明，操纵肠道微生物群可以提供一种减轻奥沙利铂引起的毒性而不牺牲抗癌活性的新方法[31]。为提高临床效果，化疗药物通常用于多药方案。CRC最常见的两种方案是FOLFOX（5-FU + 亚叶酸钙 + 奥沙利铂）和FOLFIRI（5-FU + 亚叶酸钙 + 伊立替康）。亚叶酸钙（亚叶酸）增加了5-FU与胸苷酸合成酶的亲和力，从而增强了其细胞毒性作用。与单药治疗相比，两种联合方案都与更高的反应率、无进展生存率和总体生存率相关[17]。然而，联合方案也增加了毒性风险。胃肠道毒性、骨髓抑制和神经病变是重要的不良事件。肠道微生物群通过调节粘膜完整性和系统性炎症，似乎在这些结果中起着重要作用。最近的研究指出，微生物调节是减少联合方案毒性而不牺牲抗肿瘤活性的一种有前景的方法[30]。

4 肠道微生物群对化疗代谢的影响

4.1 微生物酶对化疗药物的修饰

肠道微生物群拥有多种酶活性，对药物的药代动力学和药效学产生深远影响。记录最为详尽的实例之一是细菌β-葡萄糖醛酸酶的活性，其在伊立替康代谢中起着核心作用（图1）。在肝葡萄糖醛酸化后，SN-38G被排泄到肠道，微生物β-葡萄糖醛酸酶可以将其切割回其毒性代谢物SN-38。肠道腔内的再激活导致粘膜损伤并产生剂量限制性胃肠道毒性，最显著的是迟发性腹泻，这严重损害了患者对治疗方案的依从性并降低了生活质量[32]。将细菌β-葡萄糖醛酸酶确定为伊立替康毒性的主要决定因素，推动了研究开发选择性抑制细菌酶同时保留宿主葡萄糖醛酸化的抑制剂。这种靶向治疗旨在减少胃肠道副作用，同时保持伊立替康的抗癌功效，代表了改善该药物治疗比的新方法。涉及β-葡萄糖醛酸酶抑制剂的临床前模型已显示出有希望的毒性降低，且不损失抗肿瘤活性，表明以微生物群为靶点的辅助疗法的前景[21]。除了伊立替康外，微生物酶还参与其他抗癌化疗药物的生物转化。例如，从肠道微生物群中回收的二氢嘧啶脱氢酶（DPDs）参与CRC治疗中模型药物5-FU的分解代谢。过量的微生物5-FU分解代谢可能会降低全身药物浓度，可能损害治疗效果。相反，微生物DPD活性的改变可能导致不稳定的药物暴露水平，增加毒性风险。此外，初步研究表明，其他微生物酶，如偶氮还原酶、硝基还原酶和硫酸酯酶，可能会代谢其他抗癌药物，尽管每种药物的具体临床相关性仍有待进一步阐明。这些发现共同突显了微生物酶活性在控制CRC中化疗药物代谢、治疗效果和毒性特征方面的重要功能。它们进一步表明，在个性化肿瘤学治疗设计中需要考虑整合的微生物群-药物相互作用[25,33-35]。

图1

肠道微生物群对伊立替康的微生物酶修饰伊立替康在肝脏中代谢，通过羧酸酯酶1/2和尿苷二磷酸葡萄糖醛酸转移酶1A1（UGT1A1）形成无毒的SN-38-葡萄糖醛酸（SN-38G）。然后，SN-38G被排泄到肠道，在那里微生物β-葡萄糖醛酸酶将其切割回有毒的SN-38，导致粘膜损伤和腹泻。

4.2 微生物群驱动的化疗耐药机制

多项研究已确定肠道微生物物种，这些物种要么促进化疗耐药性，要么增强CRC中化疗药物的效果（表1；图2）。多项报告已确定几种细菌种类，特别是具核梭杆菌，作为CRC中化疗耐药性的关键参与者。具核梭杆菌通常在CRC组织中富集，已证明通过激活自噬途径和抑制肿瘤细胞凋亡，对5-FU和奥沙利铂等常用药物增强耐药性[36]。该细菌作用于癌细胞上的Toll样受体（特别是TLR4），导致MYD88依赖性信号通路的激活和自噬相关基因的诱导，从而降低癌细胞对化疗诱导的细胞死亡的敏感性。除了具核梭杆菌外，其他微生物物种，如大肠杆菌和脆弱拟杆菌，也被报道在调节肿瘤免疫微环境方面发挥作用，导致免疫逃逸并随后促进化疗药物耐药性[8,37]。拥有聚酮合酶（pks）基因组岛的大肠杆菌能够产生colibactin，一种可以诱导DNA损伤并可能导致肿瘤异质性和治疗耐药性的基因毒素。来自微生物代谢的代谢物也负责诱导耐药表型。由肠道微生物代谢初级胆汁酸产生的次级胆汁酸，如石胆酸和脱氧胆酸，已被报道在癌细胞中诱导NF-κB和STAT3等促生存信号通路，从而增加炎症、上皮-间质转化（EMT）和凋亡抵抗[38-40]。此外，某些短链脂肪酸，包括丁酸，在大多数情况下对早期癌变具有抗炎和保护作用，但可能通过调节组蛋白去乙酰化酶（HDAC）活性和细胞能量代谢来诱导肿瘤细胞存活和耐药性[41,42]。这些发现共同突显了肠道微生物群及其代谢物重塑肿瘤微环境、调节癌细胞行为和干扰化疗效果的复杂而多方面的过程。了解这些微生物群–肿瘤相互作用为设计靶向治疗方法以对抗微生物群介导的药物耐药性开辟了新途径，例如微生物群调节、选择性细菌清除和抑制细菌信号通路。

表1 特定肠道微生物群对结直肠癌化疗反应的影响

图2

肠道微生物群组成与CRC化疗结果之间潜在相互作用的概述该示意图对比了失调与平衡微生物群对癌细胞动态的影响，突出了与失调相关的提议机制，包括自噬激活、凋亡抑制、癌细胞存活、增殖、炎症、细菌多样性减少、免疫监视逃避和DNA损伤。它还描绘了益生菌和FMT的潜在有益效果，如降低β-葡萄糖醛酸酶活性、减少活性氧、免疫激活和调节关键信号通路，表明它们对癌症进展和微生物群恢复的治疗影响。

4.3 化疗诱导毒性的调节

肠道微生物群在调节宿主对化疗诱导毒性的反应方面起着至关重要的作用，既涉及治疗相关严重程度，也涉及并发症的恢复。针对分裂癌细胞的化疗也会损伤肠道上皮内衬，导致粘膜通透性增加、微生物移位和局部免疫稳态破坏。这种受损的屏障完整性允许管腔微生物及其产物（如脂多糖（LPS）、肽聚糖和鞭毛蛋白）进入系统循环，通过Toll样受体和其他模式识别受体触发炎症反应级联[4,53]。由此产生的系统性和局部炎症加剧了化疗引起的毒性，例如粘膜炎、腹泻、肝毒性和对机会性感染的易感性增加。粘膜炎涉及疼痛的粘膜炎症和溃疡，与微生物失调密切相关，其中乳酸杆菌和双歧杆菌等共生生物的减少以及肠球菌和大肠杆菌等致病物种的过度生长进一步损害了粘膜愈合[54]。失调介导的促炎细胞因子（如TNF-α、IL-6和IL-1β）的增加也持续造成上皮损伤和系统毒性。有新的证据表明，微生物稳态的恢复可以减轻化疗毒性。补充益生菌，特别是鼠李糖乳杆菌GG和短双歧杆菌，在临床和临床前试验中成功降低了粘膜炎和腹泻的发生率和严重程度[55-59]。益生元通过选择性增加有益细菌的生长并诱导释放SCFAs等促进屏障的代谢物，代表了避免粘膜损伤和控制系统免疫反应的另一种治疗方法[60]。FMT作为在化疗诱导的失调后恢复微生物功能和多样性的更综合方法正在出现。一期临床试验在缓解难治性腹泻、改善粘膜愈合和减少化疗后的系统炎症方面取得了有希望的结果[61]。然而，在广泛临床应用之前，标准化的FMT方案、供体筛选和长期安全评估是必不可少的。此外，选择性靶向细菌产物，例如使用中和LPS或抑制微生物β-葡萄糖醛酸酶的试剂，是减少毒性而不广泛损害肠道微生物群的新型辅助策略[32]。通过这些以微生物群为导向的治疗方法，结合传统的支持性护理干预措施，化疗期间的临床结果和生活质量可以得到显著改善。这些发现共同突显了肠道微生物群在调节宿主对化疗毒性的易感性方面的关键作用，并证实将微生物群调节疗法纳入肿瘤学支持护理的常规实践。

4.4 肠道微生物群作为化疗反应的预测因子

根据微生物群研究的最新发展，肠道微生物组成可能是化疗效果的预测性生物标志物。某些微生物特征与更好的治疗结果和更高的生存率相关，例如嗜粘蛋白阿克曼菌（Akkermansia muciniphila）和梭菌目（Clostridiales）的有益成员的富集。另一方面，以病原类群为主导或多样性降低的微生物特征与较差的治疗结果和增加的毒性风险相关[6,62-64]。例如，嗜粘蛋白阿克曼菌通过促进CD8+ T细胞向肿瘤微环境的募集来增强奥沙利铂在CRC中的功效，从而放大化疗诱导的肿瘤细胞死亡。这种效应通过微生物刺激树突状细胞产生IL-12而介导，促进与化疗协同作用的Th1偏向免疫反应。此外，富含嗜粘蛋白阿克曼菌的微生物群可以通过减少免疫抑制性髓源性抑制细胞（MDSCs），从而增强化疗药物的细胞毒性作用来改变肿瘤微环境[62]。同样，特定的梭菌目菌株，如罗斯伯里氏菌（Roseburia），通过增强瘤内CD4+ T细胞浸润和IFN-γ产生来支持化疗结果，使CRC肿瘤对5-FU和奥沙利铂敏感。这种免疫调节是由激活模式识别受体的微生物代谢物驱动的，独立于短链脂肪酸或胆汁酸[64]。这些免疫介导的机制强调了微生物群分析不仅作为预测工具的潜力，还作为指导以微生物群为靶点的干预措施以优化CRC化疗效果的指南。

5 临床意义和治疗机会

5.1 微生物群-药物相互作用的临床影响

越来越多的证据表明，肠道微生物群影响化疗的毒性和有效性，这对CRC治疗具有重要的临床影响。肠道微生物组成和功能的差异越来越多地与患者之间治疗反应的变异性相关联，这以前主要归因于宿主遗传因素。失调可以加剧化疗引起的毒性，如粘膜炎、腹泻和系统感染。它以病原物种过度生长和有益共生体耗竭为特征。此外，通过促进炎症、损害上皮完整性以及改变肿瘤微环境以支持癌症扩散，失调的微生物群可能损害治疗反应[4,9,65]。这些结果强调了将微生物群评估纳入临床实践的必要性，以便更准确地预测治疗结果并在CRC患者中控制副作用。

5.2 以微生物群为靶点的治疗策略

鉴于肠道微生物群在化疗效果中起着核心作用，已提出多种治疗策略来操纵微生物群并促进临床反应。其中之一是益生菌的使用，益生菌是活的、有益的微生物，能够恢复微生态平衡、改善粘膜屏障完整性和调节免疫反应。临床研究已经证实，补充乳酸杆菌和双歧杆菌菌株的益生菌可以减少CRC患者化疗引起的腹泻和粘膜炎[66]。益生元是非消化性膳食纤维分子，通过选择性刺激有利肠道细菌的生长发挥作用，也显示出巨大前景。通过增强短链脂肪酸产生和维持上皮健康，益生元可以减少与癌症化疗相关的毒性并增强肠道屏障[60]。另一种新兴的治疗方法是FMT，将来自具有健康微生物群的供体的粪便物质给予患者，以用正常微生物群重新定植其肠道。初步结果表明，FMT可以恢复微生物多样性，逆转化疗引起的失调，并可能改善癌症患者的治疗结果[67,68]。仍需要大规模随机对照试验来验证FMT在肿瘤学患者中的安全性、有效性和最佳方案。微生物酶功能的选择性调节也在研究中。例如，通过特定抑制剂抑制细菌β-葡萄糖醛酸酶可以在不破坏整体微生物群的情况下阻止伊立替康引起的胃肠道毒性[32]。这些靶向的以微生物群为靶点的策略是减少化疗副作用的新而令人兴奋的领域。

5.3 迈向以微生物群信息为基础的精准肿瘤学

将微生物群分析整合到肿瘤学中有可能彻底改变精准医学。通过识别可以预测化疗功效或毒性的个体微生物生物标志物，临床医生可能能够对患者进行分层并相应地定制治疗。个性化的微生物群调节治疗，包括靶向益生菌递送、饮食修改和微生物群衍生疗法，可以优化个体结果。此外，了解微生物群的功能能力，而非分类组成，将至关重要。宏基因组学、宏转录组学和代谢组学技术将使微生物群-药物-宿主相互作用的理解达到更高水平，从而有可能开发下一代以微生物群为靶点的诊断和治疗方法[69]。总体而言，利用肠道微生物群代表了一种增强CRC化疗效果和安全性的潜在方向，使我们更接近真正个性化癌症治疗的最终理想。

6 结论

肠道微生物群与化疗药物之间的复杂相互作用越来越被认为是CRC治疗反应和毒性的关键决定因素。越来越多的证据表明，肠道微生物群不仅是无辜的旁观者，而且是一个活跃的调节者，可以代谢化疗药物、调节系统免疫、重编程肿瘤微环境并改变宿主对治疗相关不良反应的易感性[4,9,21]。在微生物多样性减少和病原分类群增加方面的失调与降低的治疗效果、增加的化疗耐药性和增强的毒性一致相关，这表明有必要在肿瘤学实践中更深入地整合微生物群思维[65]。治疗性肠道微生物群调节已被证明是增强化疗效果而不加重副作用的有希望的方法。益生元和益生菌补充、FMT和选择性细菌酶抑制（例如针对β-葡萄糖醛酸酶）的临床前和早期临床试验表明，在减少化疗引起的毒性和改善治疗反应方面取得了积极成果。特别是，针对肿瘤学环境和个性化营养计划量身定制的下一代益生菌正在兴起，以优化肠道微生物组成，促进抗肿瘤免疫和药物代谢[70-72]。此外，微生物群分析也成为非常有前途的预测和预后生物标志物。识别改善治疗反应或毒性风险的微生物特征可能实现患者分层和定制治疗[6,62]。多组学技术的发展进一步增强了我们破译功能性微生物群–宿主–药物相互作用和识别可操作生物标志物的能力。这些结果共同将肠道微生物群定位为不仅对CRC治疗成功的关键调节器，而且是治疗靶点。将针对微生物群的诊断和治疗纳入常规肿瘤学护理有可能从根本上改变CRC护理，开启一个精准医学时代，其中治疗方案不仅由肿瘤的基因谱图决定，还由个体的微生物群决定。未来将需要大规模、长期的临床试验来验证这些方法并建立癌症治疗中微生物群操纵的标准方案。

7 挑战和未来方向

7.1 微生物群的个体间和时间变异性

肠道微生物群组成和功能的高度个体间变异性——由饮食、生活方式、遗传、药物使用和环境暴露塑造——限制了普遍性并使队列间的可重复性复杂化[73,74]。至关重要的是，功能异质性（例如微生物酶活性如β-葡萄糖醛酸酶的差异）可以以不可预测的方式改变药物代谢和治疗结果。纵向不稳定性进一步强调了重复采样和标准化分析管道的必要性。

7.2 针对微生物群的干预措施的有限和异质性临床证据

虽然临床前数据很有说服力，但CRC化疗中益生菌、益生元和其他微生物群调节策略的临床证据仍然受到样本量小、随访时间短、产品/剂量/菌株异质性和终点可变的限制[67]。需要使用标准化干预措施和具有临床意义的结果进行充分有力的多中心随机对照试验来定义有效性和安全性。

7.3 FMT缺乏标准化

在不同研究中，FMT方案在供体选择和筛选、样本制备（新鲜vs冷冻；胶囊vs结肠镜检查）、剂量和定植监测方面差异很大，这引发了对安全性、可重复性和可扩展性的担忧[75,76]。协调一致、质量控制的制造和共识临床方案是常规肿瘤学整合的先决条件。

7.4 方法学协调和临床相关终点

采样（粪便vs粘膜）、测序（16S vs 宏基因组）和生物信息学管道的异质性阻碍了跨研究比较。多组学技术的最新进展——如宏基因组学、代谢组学和单细胞分析——为深入理解CRC化疗中肠道微生物组–药物相互作用提供了前所未有的机会。宏基因组学通过高通量宏基因组测序，允许对微生物群落及其功能基因进行综合分析，揭示特定分类群和酶（如β-葡萄糖醛酸酶）如何调节化疗药物代谢。代谢组学提供了对微生物代谢物（如短链脂肪酸、次级胆汁酸）的见解，这些代谢物影响药物有效性和毒性，而单细胞分析阐明了微生物群、宿主免疫细胞和肿瘤微环境之间的细胞水平相互作用。这些技术能够精确识别预测治疗结果的微生物特征和功能通路，例如化疗耐药性或毒性特征。为了充分把握这些进展，未来的研究必须优先考虑标准化操作程序、预先注册的方案和透明的数据共享。终点应从分类变化扩展到包括来自多组学方法（宏基因组学、宏转录组学、代谢组学）的功能读数和临床相关结果，如反应率、毒性等级和生存率。将这些尖端技术整合到微生物群研究中将增强我们开发靶向诊断和治疗的能力，为CRC中的微生物群信息精准肿瘤学铺平道路。