大腸桿菌 菌株與小鼠癌症有關

發現這種破壞 DNA 的細菌在患有炎症性腸病的小鼠腸道中大量繁殖,使它們患結直腸癌的風險更高

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來自自然雜誌

人類腸道中數萬億的微生物會導致肥胖和糖尿病等疾病的風險。研究人員今天在《科學》雜誌上報告稱,這種微生物群——微生物組——在癌症中也起作用1

研究人員表示,患有炎症性腸病的小鼠含有更高比例的產毒素細菌,這些細菌可能導致結直腸癌。此外,研究發現,與健康人相比,結直腸癌患者更可能攜帶這些細菌。


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研究結果表明癌症研究有更廣闊的途徑。紐約阿爾伯特·愛因斯坦醫學院的微生物學家傑弗裡·波拉德說,在身體其他部位發現的微生物組也可能引發腫瘤,因此調整微生物組可能有助於預防癌症。波拉德沒有參與最新的研究。

常見危險
研究人員幾十年來都知道微生物會導致癌症。許多病毒使受感染的細胞癌變,以此作為傳播其遺傳物質的手段。病原菌幽門螺桿菌是大多數消化性潰瘍的根源,而消化性潰瘍會引發胃癌。然而,最新的研究表明,當腸道發炎時,一種通常無害的大腸桿菌菌株(一種常見的腸道細菌)也可能導致癌症。

“它們並非確切意義上的旗艦致病細菌,”北卡羅來納大學教堂山分校的微生物學家克里斯蒂安·喬賓說,他領導了這項研究。“它們戴著不同的面具。它們現在戴著壞人面具。”

炎症性腸病患者患結直腸癌的機率比沒有胃部疾病的人高出數倍。研究人員將此歸因於腸道免疫細胞產生的 DNA 損傷分子,這些分子在這些疾病中過度活躍。但最新的研究表明,細菌是關鍵。

喬賓和他的團隊在無菌籠中飼養了具有突變的小鼠,這種突變使它們容易患炎症性腸病。然後,他們將這些小鼠轉移到之前生活著大量細菌的小鼠的籠子裡。五個月後,所有突變小鼠都患上了腸道疾病,其中 60-80% 患上了結腸癌。

突變小鼠也比正常小鼠形成了不同的腸道微生物組,其中大腸桿菌的比例高得多。其中一種菌株,稱為大腸桿菌 NC101,尤為突出。它與小鼠的侵襲性腸道疾病有關,併產生大腸桿菌素,一種破壞 DNA 的蛋白質。

研究人員報告稱,不產生大腸桿菌素的大腸桿菌菌株也在突變小鼠的腸道中大量繁殖,導致腸道疾病,但不會導致結直腸腫瘤。

引人深思
許多人體內也寄生著產生大腸桿菌素的細菌。研究人員在 24 名健康人中的 20%、35 名炎症性腸病患者中的 40% 和 21 名結直腸癌患者中的 66% 的糞便中發現了它們。但喬賓說,產生大腸桿菌素的細菌如何導致癌症尚不清楚。

他假設腸道炎症導致產生大腸桿菌素的菌株大量繁殖,同時削弱了排列在腸道內的上皮細胞,使它們更容易受到 DNA 損傷。喬賓認為,如果這種情況持續足夠長的時間,細胞就會癌變。

他補充說,弄清人體腸道中的這些步驟可能有助於預防癌症。醫生可以使用 DNA 測序來調查患者腸道中產生致癌基因的微生物,然後用抗生素消除它們。同樣,益生菌可以取代促癌細菌。

波拉德說,人們已經在這樣做了。一些水果和蔬菜似乎可以預防癌症,而紅肉和其他食物則與較高的癌症風險有關。波拉德說,也許食物透過塑造微生物組來預防和促進癌症。

本文經自然雜誌許可轉載。該文章於 2012 年 8 月 16 日首次發表

Ewen Callaway is a senior reporter at Nature.

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