很多人没有意识到，胃肠道内的数万亿细菌、病毒和真菌——统称为肠道微生物群——与整体健康有关，特别是与癌症有关。
通过控制肠道微生物群来产生“有益的”共生微生物，这些共生微生物可以保护宿主不受病原体的侵袭，并能增强免疫反应，这可能有助于患者更好地应对被称为免疫检查点抑制剂(immune checkpoint inhibitors，一种免疫疗法)的癌症药物。
为此，密歇根大学(University of Michigan)的研究人员开发了一种新的膳食纤维配方，通过调节肠道微生物群来提高抗癌免疫疗法的效力。在未来，使用免疫检查点阻断剂治疗的癌症患者可能受益于这种菊粉凝胶膳食纤维。研究结果发表在6月24日的《Nature Biomedical Engineering》杂志上。
菊粉是一种膳食纤维，存在于菊苣根、菊芋和其他植物中，是一种益生元，有助于产生结肠共生细菌。通过将菊粉配制成结肠靶向菊粉凝胶，该团队能够提供丰富的营养来源，允许有益的肠道微生物在胃肠道中更多地扩张。
菊粉凝胶改善了结肠癌和黑色素瘤啮齿动物的免疫检查点抑制剂治疗。例如，在结肠癌啮齿动物模型中，当菊粉凝胶与免疫检查点抑制剂联合使用时，与单独使用免疫检查点抑制剂治疗相比，肿瘤根除率翻了一番(100%改善)。
该研究的第一作者、博士后研究员Kai Han说:“摄入菊粉凝胶后，肿瘤小鼠体内有益微生物的数量增加了。这些是有益的共生微生物，在癌症患者中发现，他们对免疫检查点抑制剂反应良好。
“目前恢复健康肠道微生物群的方法包括口服确定的益生菌或粪便微生物群移植，然而，由于大规模生产和质量控制，将这些产品开发为药品将非常具有挑战性。”
人类微生物群最近已成为药物开发的下一个前沿领域。有证据表明，调节肠道微生物群对治疗各种疾病(包括癌症、糖尿病、肥胖和神经退行性疾病)具有潜在的健康益处，这推动了对微生物群的浓厚研究兴趣。药学院药理学的John G. Searle副教授James Moon说，最近的一系列研究表明，肠道微生物群在癌症患者对免疫检查点抑制剂的应答率中起着至关重要的作用。
“我们和其他人已经证明，肠道微生物群在我们的免疫反应中起着至关重要的作用，我们体内接近70%的淋巴结位于胃肠道，因此，居住在胃肠道的微生物与我们的免疫细胞密切相互作用。保持健康的肠道微生物群可以滋养我们的免疫系统，这样我们的免疫细胞就可以有效地对抗癌症。”
研究小组选择菊粉是因为他们想要一种易于应用于临床的药物。菊粉是一种被广泛食用的膳食纤维，存在于许多植物中。它被用作糖的替代品，用于糖果和黄油中。通过将菊粉制成菊粉凝胶，研究人员发现菊粉凝胶能更好地包裹胃肠道，为共生微生物留下更多的营养物质。
菊粉凝胶也与抗pD-1和抗CTLA-4联合治疗(广泛使用的免疫检查点抑制剂)一起工作，可以治疗许多类型的癌症，Han说。
Moon说，大约有10-30%的癌症患者对免疫检查点抑制剂有反应，这取决于癌症的类型，而且存在严重的免疫相关并发症和副作用的风险。例如，胃肠道和皮肤的炎症是常见的。以往的研究表明，菊粉的摄入可能减轻胃肠道炎症，如结肠炎和IBD。
“因此，菊粉凝胶可能减轻免疫检查点抑制剂引起的胃肠道炎症，我们现在正在测试这一想法。”
通过口服菊粉凝胶对肠道微生物群的原位调节产生全身抗肿瘤免疫
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