运动通过促进肠道细菌生成甲酸,提高免疫疗法抗癌效果

近期,匹兹堡大学的研究团队发表了一项突破性研究,揭示了运动如何通过改善肠道微生物群,增强免疫疗法对癌症的治疗效果。该研究首次指出,运动所带来的益处与一种名为甲酸的化合物密切相关。甲酸由运动小鼠的肠道细菌产生,与黑色素瘤患者的更好预后相关,研究结果已发表于《细胞》杂志。
运动和肠道微生物组的关系
该研究由匹兹堡大学医学院免疫学系助理教授Marlies Meisel博士领导,研究团队发现,运动不仅能改善癌症免疫疗法的效果,还能显著改变肠道微生物组的组成。这一发现展示了运动通过肠道微生物组产生的甲酸如何增强免疫系统,进而提升免疫治疗的效率。
Meisel博士表示:“我们早已知道运动能增强癌症免疫疗法的效果,也知道它会改变肠道微生物群。这项研究首次揭示了运动带来的肠道微生物组变化如何通过甲酸增强免疫反应,从而改善癌症治疗效果。”
运动对小鼠的抗癌影响
在研究中,科学家比较了四周规律运动的小鼠和久坐不动的小鼠的癌症反应。结果表明,运动的小鼠在面对侵袭性黑色素瘤时,肿瘤体积较小,生存率也显著提高。然而,当研究团队使用无菌小鼠或通过抗生素去除小鼠肠道微生物群时,这些运动带来的益处消失了。
Phelps解释道:“我们震惊地发现,运动对小鼠癌症预后的影响完全依赖于肠道微生物组。去除肠道微生物后,运动的效果显著减弱。”
甲酸的关键作用
接下来,研究团队利用名为SLIDE的机器学习工具,识别出运动引起的肠道菌群产生的甲酸是影响免疫反应的关键因素。进一步的实验表明,甲酸通过激活CD8 T细胞(免疫系统中主要的抗癌细胞)发挥作用。CD8 T细胞的活性提高后,黑色素瘤、腺癌和淋巴瘤小鼠的肿瘤生长被显著抑制,生存率也有所提高。
不仅如此,甲酸还增强了黑色素瘤小鼠对免疫检查点抑制剂的反应,进一步证明了其在免疫疗法中的潜力。
甲酸与免疫检查点抑制剂的结合疗效
该研究的一个令人振奋的发现是,甲酸能够增强免疫检查点抑制剂的效果,尤其是在无应答的癌症患者中。Meisel博士表示:“在小鼠中,我们发现了一种可以模拟运动效果的特定细菌代谢物,这对未来的癌症治疗具有重大意义。甲酸可能作为辅助疗法,帮助那些对免疫检查点抑制剂无反应的患者。”
甲酸在人体中的潜力
为了探究甲酸在人类中的作用,研究团队分析了接受免疫检查点抑制剂治疗的晚期黑色素瘤患者。结果表明,血液中甲酸水平较高的患者相比甲酸水平较低的患者,表现出更长的无进展生存期。此外,当研究团队将来自甲酸水平较高或较低的患者的粪便菌群移植到黑色素瘤小鼠体内时,接受高甲酸水平供者粪便移植的小鼠展现出了更强的T细胞活性和更好的肿瘤控制效果。
Meisel博士解释道:“我们希望通过这种方式找到那些能够改善免疫疗效的‘超级供者’粪便,但目前我们仍未完全理解为什么一些供者能带来更好的疗效。”
研究展望:探索运动对其他疾病的影响
目前,Meisel博士及其团队正在进一步研究运动对其他疾病(如自身免疫性疾病)中肠道微生物群变化的影响。他们也在探索运动如何影响肠道微生物组的具体机制,期望能够揭示运动对健康的深远影响。
结语
这项研究不仅为癌症免疫疗法的进一步发展提供了新的思路,还为通过调节肠道微生物群改善治疗效果开辟了新的治疗路径。随着对肠道菌群和其代谢产物甲酸作用的深入研究,未来的癌症治疗有望更加个性化,帮助更多患者从中受益。