饮食-微生物组协同作用是肥胖相关免疫治疗效果的基础Diet–microbiome synergy underlies obesity-associated immunotherapy efficacy | Nature

环球医讯 / 硒与微生态来源:www.nature.com加拿大 - 英语2026-10-10 18:10:31 - 阅读时长19分钟 - 9122字
本研究揭示了饮食与肠道微生物组的协同作用如何解释肥胖与免疫检查点抑制剂(ICI)疗效之间的悖论关联。研究团队通过12种反映不同肥胖生物学特征的饮食模型发现,肥胖相关的ICI疗效主要取决于饮食-肠道轴而非代谢功能障碍本身。致肥胖饮食促进的肠道微生物生态系统可通过短期饮食转换或粪便微生物移植恢复ICI敏感性,尤其是罗伊氏乳杆菌与致肥胖饮食协同作用能通过增加芳香族氨基酸代谢物促进肿瘤消退。研究还发现高BMI供体的人源粪便微生物移植可增强ICI疗效,为癌症免疫治疗提供了基于饮食调节的精准医疗新策略,具有重要的临床转化价值。
饮食肠道微生物组肥胖免疫治疗免疫检查点抑制剂抗PD-1乳杆菌代谢物芳香族氨基酸肿瘤炎症
饮食-微生物组协同作用是肥胖相关免疫治疗效果的基础

摘要

生理宿主因素,如肠道微生物组和肥胖,独立影响抗肿瘤免疫和免疫检查点抑制剂(ICIs)的反应,高身体质量指数(BMI)与更大的ICI疗效有着意外关联。然而,这些因素如何在不同饮食环境中相互作用仍不清楚。本研究通过使用12种反映肥胖生物学谱系的小鼠饮食模型,表征了与ICI敏感性相关的饮食驱动的代谢、免疫和肠道微生物特征。我们发现肥胖相关的ICI反应与代谢功能障碍相关性较差,而是依赖于饮食-肠道轴。致肥胖饮食促进了一个强大且持久的肠道微生物生态系统,通过短期饮食转换或来自非应答模型的粪便微生物移植(FMTs)可以恢复ICI敏感性。在无菌小鼠中,用如罗伊氏乳杆菌等有利细菌单菌定植,与致肥胖饮食协同作用,通过增加微生物衍生的芳香族氨基酸代谢物,促进肿瘤消退。此外,与正常BMI供体相比,高BMI供体的人源-鼠源FMT增强了ICI疗效;致肥胖饮食在来自非应答患者的FMT后恢复了敏感性。本研究为BMI与ICI疗效的流行病学关联提供了见解,并表明饮食与肠道微生物组之间的免疫调节协同作用可以用于改善ICI结果和FMT干预措施。

正文

长期以来,人们已认识到营养调节抗肿瘤免疫,这甚至早于将炎症确认为癌症的标志之一。随着对抗肿瘤免疫理解的深化,人们重新对定制化饮食以降低癌症风险和改善治疗结果产生兴趣,作为个性化医学的一部分。ICIs已彻底改变了多种癌症的治疗方式,但只有少数患者获得持久的疗效,这强调了识别疗效宿主决定因素的必要性。过去十年的研究确立了肠道微生物组作为ICI反应的可靶向调节因子,而饮食则塑造了影响免疫功能的微生物和代谢状态。肠道失调是肥胖的标志性特征,它将饮食、微生物组和健康风险因素联系在一起;然而,流行病学研究显示高BMI与几种癌症类型(包括肺癌和黑色素瘤)中ICI反应的改善相关。鉴于肥胖病理生理学的多面性,使用现有实验模型解析其对ICI疗效的贡献一直具有挑战性。

常见饮食诱导肥胖的小鼠模型往往无法体现人类肥胖的复杂性。历史上,饮食摄入受营养可用性的限制,但工业化使许多人群能够随意获取食物,尽管膳食成分差异很大。相比之下,在研究的发现阶段超越简化方法的行为和免疫学研究已为有机体生理学提供了前所未有的见解。利用这种方法阐明肥胖与ICI疗效的关系,我们以比传统模型更精确的方式建模营养摄入,使用更现实和多样化的体内饮食模型来解析肥胖对ICI反应的多面影响,主要以肺癌作为核心模型。

饮食塑造代谢和免疫状态

传统的饮食诱导肥胖小鼠模型通常不能代表人类食物消费与体重关系的复杂性,大多依赖45-60%千卡脂肪的饮食。为克服这一点,我们设计了一系列12种小鼠饮食,以更好反映人类饮食模式的变异性。除传统低脂、高脂和西方饮食外,我们使用多种原料作为蛋白质(酪蛋白、大豆、鱼、蛋清、牛肉和豌豆蛋白)、碳水化合物(玉米淀粉、麦芽糖糊精、小麦、大米、马铃薯、蔗糖、果糖以及水果和蔬菜粉末)、脂肪(大豆油、玉米油、Menhaden油、棕榈仁油、黄油、猪油、亚麻籽油和橄榄油)和纤维(纤维素、菊粉、果胶和洋车前子)的来源,以模拟地中海、日本、纯素、美国(含和不含阿斯巴甜)和生酮饮食。考虑到纤维的益生元活性,我们还设计了三种饮食,将经典低脂饮食中的纤维素分别替换为洋车前子、菊粉或果胶。

15周后,我们在饮食模型中观察到体重的范围变化,以及体成分、葡萄糖耐量、血清胰岛素和血清瘦素水平的多样化分布。从这些参数生成了一个综合代谢评分,分数越高代表代谢功能障碍越严重。

已有研究明确将肥胖、营养和免疫改变联系起来。我们因此调查了每种饮食对稳态下循环免疫群体的差异。与先前工作一致,我们在饮食模型间观察到代谢评分与外周血中CD4+(r = -0.8042, P = 0.0025)和CD8+(r = -0.5874, P = 0.0489)T细胞丰度呈显著负相关。此外,我们发现代谢评分与CD3+ T细胞中PD-1+ CD8+ T细胞频率呈显著正相关(r = 0.6014, P = 0.0428)。在髓系区室中,单核细胞与代谢评分升高显著相关(r = 0.6154, P = 0.0373),这在巡逻亚群(Ly6C-低)中比在炎性亚群(Ly6C高)中更明显。

鉴于这些免疫群体与肺癌ICI反应的关系,以及肥胖在ICI治疗反应中的悖论作用,我们接下来研究了这些系统免疫变化如何在癌症背景下维持。我们专注于KrasG12D/Trp53-/- HKP1模型,因为肺癌在理解ICI反应机制方面具有临床相关性,包括在肥胖背景下。不出所料,我们没有发现肿瘤体积与体重、葡萄糖不耐受、血清胰岛素和瘦素水平或代谢评分相关,这确认了我们的模型再现了临床观察结果,即肥胖不会促进肺癌进展,这与其他许多癌症类型不同。然而,我们在外周血和终末肿瘤中观察到免疫组成有显著差异。具体而言,代谢评分与外周血中淋巴细胞-髓系细胞比值显著负相关,即诱导肥胖的饮食与较低的CD11b-/CD11b+细胞比值相关。这种比值主要是由中性粒细胞的富集(r = 0.7762, P = 0.0043)和T细胞的减少(r = -0.7622, P = 0.0055)驱动的。

饮食-肠道轴和ICI疗效

饮食营养素塑造肠道微生物组,已知具有免疫调节作用。因此,我们接下来使用细菌16S rRNA基因测序探索了12种饮食模型之间肠道微生物组组成的差异。每个饮食模型中主导菌门(图2a)和菌科(图2b)表现出高度多样性,突显了我们模型中建立的多样性生物学。虽然已有报告称肥胖与细菌多样性降低相关,但我们观察到饮食间α多样性相当,除了营养复杂的纯素饮食表现出增加的多样性。在单个扩增子序列变异体(ASVs)水平上,我们发现食用高脂肪饮食的小鼠(指定:生酮、美国、阿斯巴甜、西方和高脂饮食)彼此相似,但地中海饮食例外,它与瘦、代谢健康小鼠的饮食更相似。根据代谢评分,我们将饮食分为6种高于均值(0.36)和6种低于均值的饮食。在门水平上,与高代谢评分相比,低代谢评分小鼠中厚壁菌门(以前称为拟杆菌门)总体富集。这主要由乳杆菌科(主要包括乳杆菌属)、Peptostreptococcaceae和链球菌科的增加驱动,这些已被先前与肥胖和高脂饮食消耗联系起来。特别有趣的是,每个代谢评分类别中的富集细菌具有多样性,强调了饮食-肠道轴的重要性,即使在具有相似体重的小鼠中也是如此。

在癌症患者和临床前癌症模型中,乳杆菌属与ICI疗效良好反应相关。鉴于高代谢评分与乳杆菌科之间的关联,我们比较了不同饮食模型中ICI疗效(图2e)。抗PD-1敏感性受到饮食的强烈影响,有些饮食引发显著反应,有些则没有(图2f)。我们为每种饮食基于终末点计算了得分(图2g)。在所有12种饮食中,我们没有观察到ICI得分与体重、脂肪量、葡萄糖不耐受、血清胰岛素和瘦素水平或代谢评分之间的显著关联。但在四种对抗PD-1最敏感的饮食中,有三种与肥胖相关(美国、阿斯巴甜、高脂)。更广泛地说,我们发现6种致肥胖饮食中有4种(66.7%)与ICI反应相关,而6种非致肥胖饮食中只有2种(33.3%)相关。这些发现与流行病学研究一致,这些研究将高BMI与ICI疗效联系起来,但表明这种关联可能反映了饮食依赖的生物学特征,这些特征可能不能完全由BMI单独捕获。

早期微生物与ICI反应的相关性

为更深入探索抗PD-1疗效的机制,我们将微生物组成与前四名ICI应答者饮食(高脂、阿斯巴甜、美国、菊粉)和四种非应答者饮食(生酮、日本、地中海、洋车前子)进行了比较。应答者表现出更高的丰富度(Chao1指数)和较低的Shannon多样性,表明总体细菌类群数量更多,可能具有不太均匀的群落结构(而非应答者则表现出相反模式)。值得注意的是,IgG和抗PD-1组内微生物组特征主要由饮食驱动,而不是治疗。对ICI非反应的饮食与拟杆菌科和Sutterellaceae富集相关,而乳杆菌科在应答者中富集。在属水平上,乳杆菌在应答者中特别富集,而非应答者则乳杆菌水平较低,而拟杆菌富集;这种模式在肿瘤注射前和试验终末点均观察到。

值得注意的是,乳杆菌在所有三种对ICI敏感的诱导肥胖饮食中都增加了;相比之下,菊粉饮食(对ICI敏感但偏瘦)中的乳杆菌水平降低,而地中海饮食(导致体重增加,但在我们模型中对ICI不敏感)中的乳杆菌水平也降低。这些数据表明,乳杆菌科(特别是乳杆菌)的富集可能促成了肥胖相关的ICI疗效。

我们接下来探索了抗PD-1疗效的内在免疫变化。与非应答者相比,应答者在外周血中肿瘤浸润淋巴细胞比例更高;然而,非应答者表现出中性粒细胞富集(r = 0.7762, P = 0.0043)和T细胞减少(r = -0.7622, P = 0.0055),这与先前研究一致。这些观察表明,尽管肺癌增长不受肥胖加速,但这些肿瘤可能对免疫靶向治疗有差异化的预备状态。

饮食-肠道轴和ICI疗效

我们接下来探索了肠道微生物组成差异与抗PD-1疗效的关系。在小鼠中进行16S rRNA基因测序,发现各饮食模型间占主导地位的门(图2a)和菌科(图2b)存在高度差异,突显了我们模型中建立的多样化生物学。尽管已有报道显示肥胖与细菌多样性降低相关,但我们观察到各饮食间α多样性相当,除营养复杂的纯素饮食外,该饮食表现出增加的多样性。在单个扩增子序列变异体(ASVs)水平上,食用高脂肪饮食的小鼠(生酮、美国、阿斯巴甜、西方和高脂饮食)彼此相似,但地中海饮食例外,它与瘦、代谢健康小鼠的饮食更相似。根据代谢评分,我们将饮食分为6种高于均值(0.36)和6种低于均值的饮食。在门水平上,与高代谢评分小鼠相比,低代谢评分小鼠中厚壁菌门(以前称为拟杆菌门)总体富集。这主要由乳杆菌科(主要包括乳杆菌属)、Peptostreptococcaceae和链球菌科的增加驱动,这些已被先前与肥胖和高脂饮食消耗联系起来。特别有趣的是,每个代谢评分类别中的富集细菌具有多样性,强调了饮食-肠道轴的重要性,即使在具有相似体重的小鼠中也是如此。

鉴于乳杆菌属与抗PD-1反应良好相关,我们比较了不同饮食模型中的ICI疗效。抗PD-1敏感性受到饮食的强烈影响,有些饮食引发显著反应,有些则没有。我们为每种饮食基于终末点计算了得分。在所有12种饮食中,我们没有观察到ICI得分与体重、脂肪量、葡萄糖不耐受、血清胰岛素和瘦素水平或代谢评分之间的显著关联。然而,在对抗PD-1最敏感的四种饮食中,有三种与肥胖相关(美国、阿斯巴甜、高脂)。更广泛地说,我们发现6种致肥胖饮食中有4种(66.7%)与ICI反应相关,而6种非致肥胖饮食中只有2种(33.3%)相关。这些发现与流行病学研究将高BMI与ICI疗效联系起来一致,但表明这种关联可能反映了饮食依赖的生物学特征,这些特征可能不能完全由BMI单独捕获。

早期微生物与ICI反应的相关性

为更深入探索抗PD-1疗效的机制,我们将微生物组成与前四名ICI应答者饮食(高脂、阿斯巴甜、美国、菊粉)和四种非应答者饮食(生酮、日本、地中海、洋车前子)进行了比较。应答者表现出更高的丰富度(Chao1指数)和较低的Shannon多样性,表明总体细菌类群数量更多,可能具有不太均匀的群落结构(而非应答者则表现出相反模式)。值得注意的是,IgG和抗PD-1组内微生物组特征主要由饮食驱动,而不是治疗。对ICI非反应的饮食与拟杆菌科和Sutterellaceae富集相关,而乳杆菌科在应答者中富集。在属水平上,乳杆菌在应答者中特别富集,而非应答者则乳杆菌水平较低,而拟杆菌富集;这种模式在肿瘤注射前和试验终末点均观察到。值得注意的是,乳杆菌在所有三种对ICI敏感的诱导肥胖饮食中都增加了;相比之下,菊粉饮食(对ICI敏感但偏瘦)中的乳杆菌水平降低,而地中海饮食(导致体重增加,但在我们模型中对ICI不敏感)中的乳杆菌水平也降低。这些数据表明,乳杆菌科(特别是乳杆菌)的富集可能促成了肥胖相关的ICI疗效。

我们接下来探索了抗PD-1疗效相关的瘤内免疫变化。与非应答者相比,应答者在肿瘤总白细胞区室中CD3+ T细胞频率更高;然而,非应答者表现出更多的Ly6G+中性粒细胞(图3e)和中性粒细胞-T细胞比值(图3f),这些特征与ICI抵抗相关。在肿瘤浸润T细胞中,非应答者的肿瘤中CD4+和CD8+区室中PD-1+Ki-67- T细胞的比例更高(图3g)——这一模式在终末点外周血中也观察到(图3h)。这些数据表明一种静止或非增殖表型,通常与接受抗PD-1的非小细胞肺癌患者较短的无进展和总体生存期相关。

最后,鉴于我们的假设,即饮食通过肠道微生物组影响肥胖相关的ICI敏感性,我们在高代谢评分模型中将微生物效应与体重分离。粪便样品的纵向细菌16S rRNA基因测序显示,微生物组组成在短期饮食暴露(3周)后基本稳定,早于随后长期暴露(长达15周)的体重增加(图3i,j)。鉴于这些时间点间微生物组相似性,3周饮食后的肿瘤生长与15周相当(图3k,l),尽管体重存在显著差异。此外,广谱抗生素改变了大多数致肥胖模型中的肿瘤生长动力学,进一步支持微生物组作用。重要的是,当我们专注于15周试验中抗PD-1最佳(高脂)和最差(洋车前子)应答者时,它们的应答状态在3周饮食暴露后的小鼠模型中得到重现,包括HKP1肺癌(图3m)和YUMM1.7和YUMMER1.7黑色素瘤。此外,与应答相关的饮食在肿瘤中展现出T细胞浸润增加,CD8+ T细胞中PD-1+Ki-67-比例显著降低(图3n,o),表明这些肿瘤在肥胖出现前的短期饮食模型中已表现出ICI应答的免疫特征。这些结果表明,尽管微生物组对肿瘤调节的参与程度可能因饮食模型而异,但它与大多数致肥胖环境相关。

饮食重塑微生物组以塑造ICI反应

接下来,我们通过两种正交方法探索了饮食调节ICI疗效是否由微生物组驱动。鉴于乳杆菌属与肥胖相关的抗PD-1反应之间的关联,我们首先假设将ICI非应答小鼠从与低乳杆菌相关的饮食转换为与高乳杆菌相关的饮食足以使小鼠对治疗敏感。我们专注于3周饮食暴露模型(而非15周模型),作为早期饮食条件窗口,测试微生物重塑是否能在肥胖相关广泛代谢变化出现前影响抗PD-1疗效。小鼠喂食洋车前子饮食(顶级ICI非应答者饮食),然后在抗PD-1治疗前48小时转换为高脂饮食(顶级ICI应答者饮食)(图4a)。令人惊讶的是,从洋车前子转换为高脂足以使HKP1肿瘤对抗PD-1敏感(图4b,c)。相反,将小鼠从高脂饮食转换为洋车前子饮食使肿瘤对抗PD-1去敏感(图4d-f)。尽管饮食转换条件下肿瘤内T细胞浸润没有差异(图4g,h),但从洋车前子转换为高脂与瘤内CD4+和CD8+ T细胞功能状态改善相关,包括IFNγ和TNF产生增加(图4i-j)。这伴随着粪便微生物组中乳杆菌的快速富集和拟杆菌的减少,最早在饮食转换后48小时可检测到(图4k)。

鉴于这些结果和正在进行的使用FMT克服ICI抵抗的临床试验,我们研究了饮食定制的FMT作为补充方法。首先,用持续广谱抗生素治疗高脂饮食喂养小鼠足以使肿瘤对抗PD-1治疗去敏感,强化了微生物组的作用。此外,用高脂饮食小鼠粪便均质物在体外刺激CD8+ T细胞增强了效应分子产生。作为补充方法,高脂饮食喂养小鼠在试验期间继续接受高脂饮食,但接受了来自洋车前子饮食供体的每周FMT。尽管接受了非应答供体的粪便物质,喂食高脂饮食的小鼠对anti-PD-1敏感(图4l-n)。相比之下,整个试验中喂食洋车前子饮食的小鼠对anti-PD-1无效,而高脂饮食喂养的对照小鼠在FMT中灌胃PBS后也无效。我们假设持续的高脂饮食培养了有利的微生物组联盟,尽管使用了非应答供体的粪便材料。支持这一点,细菌16S rRNA基因测序和主要坐标分析显示,FMT受体逐渐偏离其供体,到终末点与高脂饮食喂养的小鼠聚类(图4o),部分由Muribaculaceae显著减少标记(与anti-PD-1抵抗相关)。

总体而言,这些发现提供了证据,表明饮食可以塑造FMT后的微生物组重建,并且在某些情况下可以覆盖供体材料的影响。

微生物代谢物连接饮食与ICI

在确定肠道微生物组作为饮食相关ICI敏感性的介导者后,我们接下来试图确定涉及的细菌物种和功能通路。对喂食致肥胖应答饮食(高脂、美国)或非应答饮食(生酮、地中海)的小鼠粪便样本进行宏基因组测序,将L. johnsonii确定为与应答最相关的富集细菌物种(图5a-c),与16S rRNA基因测序结果一致。为了研究L. johnsonii在调节ICI敏感性中的功能作用,我们在无菌小鼠中持续暴露于高脂饮食的情况下进行了单菌定植实验。令人惊讶的是,将高脂饮食与L. johnsonii结合导致抗PD-1治疗后显著的抗肿瘤效应(图5d-f)。在喂食高脂饮食的抗生素处理SPF小鼠中也观察到类似结果,其中L. johnsonii补充导致所有接受抗PD-1治疗的小鼠完全反应(图5g,h)。值得注意的是,高脂饮食的显著效果由L. johnsonii的存在介导,因为口服PBS对anti-PD-1敏感性无影响(图5e-h)。

为解耦这些实验中饮食和微生物组的相对贡献,我们进行了两种补充对照:用顶级非应答物种(M. gordoncarteri;图5a,b)定植并维持在高脂饮食的小鼠;或用L. johnsonii定植喂食非应答洋车前子饮食的小鼠。尽管两种条件都对anti-PD-1产生部分敏感性,但只有高脂与L. johnsonii的组合诱导肿瘤清除(图5f,h),表明饮食和微生物组之间存在协同作用。

为测试饮食是否可以调节人源微生物组的功能输出,我们使用来自肺癌ICI非应答患者的粪便材料进行FMT到喂食洋车前子或高脂饮食的受体小鼠中(图5i)。令人惊讶的是,喂食洋车前子饮食的小鼠对anti-PD-1保持不敏感,与供体的非应答状态一致;然而,喂食高脂饮食的小鼠对抗PD-1敏感,尽管接受了相同的供体微生物组(图5j,k)。这种饮食驱动的ICI反应恢复与高脂饮食喂养小鼠终末点粪便中L. johnsonii增加相关(图5l)。这些发现强化了饮食环境可以重塑移植微生物组以覆盖供体应答状态的观点,进一步支持饮食和微生物组相互作用共同影响免疫治疗疗效的模型。

为更广泛探索致肥胖饮食和肠道微生物组之间的功能协同作用,我们对13周饮食消耗后收集的血清进行了非靶向代谢组学分析。通路分析显示芳香族氨基酸代谢,特别是色氨酸和酪氨酸通路,是致肥胖应答者与非应答者之间最富集的代谢特征,包括几种吲哚和酚类衍生代谢物水平增加。

这些发现强化了一个酪氨酸衍生的微生物酚丙酸盐通路连接饮食与ICI疗效,同时不排除更广泛的芳香族氨基酸代谢可能的贡献。

讨论

在这里,我们展示了致肥胖饮食对高BMI与ICI疗效改善之间悖论关联的贡献,且这种作用可独立于肥胖本身。在跨越肥胖表型谱系的12种饮食中,ICI疗效取决于饮食-肠道轴而非代谢功能障碍,为治疗创造了有利的宿主生态系统。我们将L. johnsonii确定为与抗PD-1反应相关的几个关键物种之一,与先前将乳杆菌属与检查点阻断疗效联系起来的报告一致。FMT、单菌定植和饮食转换实验表明饮食比微生物组成单独更具影响力,当有利细菌与有利饮食配对时,通过协同代谢重塑获得最大效益。从机制上讲,我们确定芳香族氨基酸代谢物是ICI疗效的功能介导物。特别是,酪氨酸衍生的酚丙酸盐代谢是产生DAT和相关代谢物的关键途径,增强了T细胞效应功能。由于DAT通常不与L. johnsonii相关联,我们认为这一发现可能反映特定菌株或疾病对饮食调节宿主环境的反应。同时,我们观察到含吲哚的色氨酸代谢物(包括ILA)有益富集,尽管在我们的模型中,这并非特异地依赖于乳杆菌,尽管在其他环境中存在令人信服的证据。然而,酚丙酸盐和吲哚基途径可能以互补或协同方式起作用,涉及比L. johnsonii单独更复杂的微生物生态系统。总体而言,我们的发现表明饮食既塑造微生物组成又塑造微生物功能以影响治疗结果。

通过超越简化的小鼠饮食诱导肥胖模型,我们捕获了肥胖生物学的谱系,有助于解释其与ICI疗效的悖论关联。然而,几个发现值得进一步研究。首先,致肥胖饮食并非均一有益。例如,地中海饮食(富含橄榄油脂肪)保留了与瘦、代谢健康小鼠相似的微生物组,包括低乳杆菌水平,并且ICI不敏感。相反,菊粉饮食是瘦的且ICI反应良好,但具有以低乳杆菌和高双歧杆菌为特征的独特微生物组。这些效应可能反映微生物影响,如抗原模拟和先天免疫启动。

其次,我们的研究使用移植物皮下肿瘤模型作为饮食影响ICI反应的概念证明。然而,自发性原位模型对于确定组织特异性微环境如何与宿主微生物和代谢状态相互作用是必要的。尽管我们在肿瘤存在与不存在时观察到细菌组成的最小变化,但这些分析是在疾病早期阶段进行的,不排除肿瘤驱动的微生物功能变化。

第三,尽管L. johnsonii在我们的模型中支持芳香族氨基酸代谢,但很可能不是唯一的微生物贡献者。其他更有效支持酪氨酸衍生酚丙酸盐代谢的细菌物种或联盟可能对抗PD-1反应性发挥相似或更好的效果,而反调节菌群可能促进替代代谢途径,如与M. gordoncarteri相关的途径。因此,特定代谢物而非任何单一细菌分类单元可能代表更保守和临床相关的反应决定因素,强调微生物生态系统整体的重要性。

从转化角度看,尽管我们的模型显示致肥胖饮食能增强ICI疗效,但长期致肥胖饮食与已确立的健康风险相关,不建议作为癌症患者的长期干预措施。相反,我们的工作强调短期饮食调节的治疗潜力,以及特定细菌或微生物衍生代谢物为免疫治疗反应创建最佳宿主生态系统的潜力。此外,尽管FMT有望改善对ICI无应答患者的治疗结果,但我们的发现表明饮食调节可作为FMT的补充或替代策略,与发现饮食在抗生素处理小鼠中比FMT更能恢复微生物组的研究一致。

最后,几项研究报告高BMI男性比女性对ICI的疗效更好。然而,我们在雌性小鼠中对L. johnsonii和高脂饮食的单菌富集实验得到了重现,支持潜在干预策略的普遍适用性。总体而言,我们的发现确定了饮食-微生物组协同作用作为癌症免疫治疗中肥胖悖论的机制基础,并为改善不同患者群体的治疗反应提供了一个可操作的靶点。

【全文结束】

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