一项突破性研究发现,运动能够重塑肠道微生物组,激活免疫系统的抗癌能力。这种作用的关键物质是肠道微生物产生的甲酸盐。实验表明这种小分子可缩小肿瘤、增强免疫治疗效果,未来可能作为癌症治疗的补充疗法。
肌肉是你的抗癌伙伴
多年来,科学家发现经常运动的癌症患者肿瘤生长较慢,治疗效果更显著。这不仅与保持健康体重有关,还存在更深层机制。匹兹堡大学免疫学家Marlies Meisel带领的研究团队,将运动影响肠道菌群(人体内数万亿细菌的集合)作为突破口,因为已知运动能改变肠道微生物的组成。
实验中,博士生Catherine Phelps给小鼠移植恶性黑色素瘤后,将它们分为运动组和静止组。运动组小鼠在跑步机上运动四周。结果显示:运动组小鼠肿瘤更小且生存期更长。但当实验在无菌小鼠或接受抗生素的小鼠中重复时,运动的抗癌效果完全消失,这证实了肠道菌群的关键作用。
Meisel教授指出:"我们已知运动能提高癌症免疫治疗效果,也知道运动改变人类和小鼠的微生物组。这项研究首次揭示了运动诱导的肠道菌群变化通过甲酸盐增强免疫系统的机制,为靶向微生物组的治疗策略开辟了新途径。"
甲酸盐的神秘力量
肠道菌群产生数千种分子,确定具体起效的物质是研究难点。团队应用机器学习技术,最终锁定甲酸盐——某些肠道细菌在运动后大量产生的化合物。
直接给小鼠补充甲酸盐的实验显示,这种物质能模拟运动效果:在多种癌症模型中缩小肿瘤、延长生存期。特别值得关注的是,甲酸盐通过增强CD8 T细胞(免疫系统核心抗癌武器)的活性发挥作用。对于接受免疫检查点抑制剂治疗的小鼠,甲酸盐使治疗效果显著提升。
Meisel教授表示:"发现能模拟运动效果的特定细菌代谢物令人振奋。未来可能探索将甲酸盐作为辅助疗法,帮助对免疫治疗无反应的患者。"
从实验室到临床
为验证人体适用性,研究团队分析了19名接受免疫治疗的晚期黑色素瘤患者的血液样本。数据显示,血液中甲酸盐水平高的患者无进展生存期更长。进一步实验中,研究人员将这些患者的粪便微生物移植给患黑色素瘤的小鼠,接受高甲酸盐供体粪便的小鼠显示出更强的免疫应答和肿瘤控制能力。
粪菌移植(FMT)已被探索用于改善免疫治疗效果,但为何某些"超级供体"效果更好一直是未解之谜。Meisel团队的研究表明,关键不在于具体细菌种类,而是其产生的代谢物。
研究团队正在探索运动诱导的肠道菌群变化是否对自身免疫性疾病等其他疾病也具有治疗潜力。虽然具体应用尚需更多研究,但这项发现为癌症患者提供了新的希望:通过运动调节微生物组,或直接补充甲酸盐,可能成为增强抗癌免疫力的双路径策略。
该研究发表于《细胞》(Cell)杂志。
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