肠道细菌造成的损害可能在年轻成人结肠癌发病率上升中起到一定作用。
在过去二十年里，55岁以下人群中的结肠癌病例翻了一番，这一惊人的增长让医生和癌症研究人员感到震惊。但部分原因可能是由某些大肠杆菌和其他细菌产生的毒素colibactin引起的。本周发布的一项研究发现，这种DNA损伤毒素与年轻患者的结肠癌之间存在强烈关联。
加州大学圣地亚哥分校的研究团队分析了来自四大洲近1000名结直肠癌患者的组织样本。他们发现，大多数患者的癌症都带有表明曾接触过colibactin的突变。该研究的主要作者Ludmil Alexandrov表示：“你可以将它视为细菌用来对抗其他细菌并自我防御的武器系统。”
值得注意的是，40岁以下患有早期结肠癌的患者比70岁以上的患者携带这些突变的可能性要高3到5倍。研究人员认为，在某些人中，这种细菌武器——技术上称为“基因毒素”——可以针对他们的肠道细胞，引发突变，增加他们患结直肠癌的风险。
根据他们的数据，这种暴露并不是在癌症诊断时持续存在的，而是在儿童时期发生的。Alexandrov说：“我们的估计是这种情况发生在生命最初的十年内。如果你在5岁时发生这种突变，那么你患结直肠癌的时间可能会提前20到30年。”
虽然这项研究显示了强烈的关联性，但数据无法证明colibactin确实导致了这些患者在更年轻时患上癌症。微生物组研究人员、佛罗里达大学的Christian Jobin认为，单靠大肠杆菌或任何单一微生物来解释结直肠癌的激增过于简单。他认为，colibactin——尽管主要在大肠杆菌中研究，但也由其他细菌产生——只是众多因素之一，这些因素共同作用可能导致某些人更快地发展成癌症。
什么触发了DNA损伤毒素
这项研究为年轻人结直肠癌发病率上升提供了一个新的线索。科学家们认为，环境因素的某种结合，包括饮食、久坐的生活方式、药物等，正在推动这一急剧上升的趋势。这些因素可能对肠道中的微生物如大肠杆菌产生下游影响。
Fred Hutchinson癌症中心的胃肠病学家Neelendu Dey表示：“这一直是个令人困惑的问题。可能增加癌症风险的微生物很难理解。”事实上，大肠杆菌家族是婴儿期肠道中最常见的细菌类型之一。
约20%至30%的人携带有能够合成这种毒素的大肠杆菌菌株，但这并不意味着它一定会产生“有害效应”。Jobin实验室的开创性研究表明，这不是一种新的传染性病原体，只需消除即可。
此外，并非所有结直肠癌患者都有这些colibactin相关突变的特征。有某种因素促使细菌表现出这种行为，可能使其在数量上更具优势。“是什么触发了这种武器或其部署？”Jobin说，“我们不知道，但我们必须考虑环境。”
“我们知道，一些产生colibactin的大肠杆菌受饮食、炎症和药物的影响。”他补充道。
Jobin认为这项新研究“非常棒”，因为它将动物的前期研究与“现实生活中的”人类联系起来，开辟了新的研究途径。动物研究表明，colibactin暴露可以驱动癌症的发展。例如，删除负责产生这种毒素的大肠杆菌的基因区域可以阻止细菌在动物体内促进癌症。喂食更多或更少的纤维会影响肿瘤生长。停止炎症也可以在这些实验室研究中抵御癌症。
抗生素使用和营养可能起作用
由于研究人员对全球各地患者的癌症基因组进行了测序，Alexandrov表示，他们可以发现这些与colibactin相关的突变在非洲和亚洲的“农村、非工业化”地区实际上相当罕见，而在美国和西欧则更为常见。这些证据，加上发现这是儿童早期暴露的结果，使他们提出了一些假设。
他说，他们的一些主要怀疑对象是分娩方式（剖腹产与自然分娩）、母乳喂养、抗生素使用和营养，例如儿童是否食用超加工食品。“所有这些因素都被认为会显著影响微生物组，有一些证据表明它们可能影响这种[产生colibactin的]细菌，但我们需要仔细研究每一个因素。”Dey认为这些都是合理的，特别是抗生素，因为其他研究团队已经将早期使用抗生素与后来结直肠癌风险增加联系起来。
更广泛地说，他希望研究人员最终能找到作为“生物标志物”的微生物，以识别出那些有患前癌风险的人。并且，也许在未来，可以设计出针对像colibactin这样的毒素的药物来抵消其有害影响。“当然，这听起来很简单，但我们必须承认在其他情况下学到的生态教训。当你试图去除或引入一个物种时，可能会产生你意想不到的效果，所以这一切都需要非常慎重地进行。”
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