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肠道微生物群和肝细胞癌：对早期诊断生物标志物和新疗法的影响

花匠小妙招
2024-12-03 20:29

编译：微科盟小木，编辑：微科盟茗溪、江舜尧。

微科盟原创微文，欢迎转发转载，转载须注明来源《微生态》公众号。

导读

肝细胞癌(HCC)在全球癌症相关死亡率的所有诱因中排名第三。HCC几乎只发生在慢性肝病(CLD)患者中，慢性肝病是肝脏损伤、炎症和再生的恶性循环，可能持续数十年。近年来，对微生物-肠-肝轴的研究越来越多，进一步加深了我们对肠道微生物如何促进肝脏疾病甚至肝细胞癌发展的认识。本文综述了肠道微生物群促进HCC发生的机制，重点介绍了细菌失调、肠道渗漏、细菌代谢产物和微生物相关分子模式等关键途径，这些途径促进肝脏炎症、基因毒性和纤维化，最终导致癌症的发生。此外，我们还讨论了肠道微生物群作为HCC早期诊断生物标志物的重要潜力。肠道微生物群可能是晚期肝病患者同时预防CLD和HCC发生的候选靶点。我们详细展望了肠道微生物靶向治疗以预防CLD和HCC进展。

论文ID

原名：The gut microbiome and hepatocellular carcinoma: Implications for early diagnostic biomarkers and novel therapies

译名：肠道微生物群和肝细胞癌：对早期诊断生物标志物和新疗法的影响

期刊：Liver Cancer

IF：11.740

发表时间：2021.12.21

通讯作者：康永波＆杨莹

通讯作者单位：云南大学附属医院内分泌科

DOI号：10.1159/000521358

综述目录

1 前言

2 肠道微生物群在HCC中的功能

2.1 实验研究 2.2 临床研究

3 肠道微生物群对HCC早期诊断的意义

4 靶向微生物群预防HCC

4.1 益生菌 4.2 益生元 4.3 合生元 4.4 FMT 4.5 抗生素

5 结论及未来展望

主要内容

1 前言

肝癌(liver cancer, LC)是世界上最常见的恶性肿瘤之一。2018年，新增病例为841,080例，死亡781,631例。在发病率和死亡率方面，LC在各种癌症中分别排在第七位和第三位，在全球造成了巨大的癌症负担。肝细胞癌(hepatocellular carcinoma, HCC)是一种常见的原发性肝癌。预计未来10年HCC发病率将呈上升趋势。一般来说，HCC是由慢性肝病(chronic liver disease, CLD)引起的，其主要风险因素包括乙型或丙型肝炎病毒(HBV/HCV)感染、糖尿病、非酒精性脂肪性肝病(non-alcoholic fatty liver disease, NAFLD)、酒精中毒以及附加的遗传或代谢性疾病。HCC的发病机制复杂，其病因和确切的分子机制迄今尚未完全阐明。

过去10年发表的研究表明，肠道微生物群在人类健康中发挥着重要作用。通常，肠道微生物群对宿主有益，尤其是在免疫和代谢方面，但肠道微生物群越来越被认为与疾病进程有关。近年来，对微生物-肠-肝轴的研究增强了我们对肠道微生物群促进肝病发生发展作用的认识，肝脏与肠道微生物群之间存在着双向通讯。肠道微生物及其代谢产物被认为在HCC发生中具有关键作用。同时，越来越多的证据表明，肠道共生菌可能在HCC发展过程中发挥发病机制或保护作用。虽然这仍是一个相对较新的研究领域，但已有的研究表明，肠道微生物可能是预防和控制HCC的候选靶点。

此外，HCC的早期诊断对于改善患者预后至关重要。然而，HCC通常诊断于晚期，并常伴有肝功能不全和肝功能衰竭。肠道微生物群具有非侵入性、诊断效率高、诊断准确等优点。此外，越来越多的研究表明，肠道微生物群可作为多种疾病的生物标志物，包括2型糖尿病(T2DM)、胰腺癌、结直肠癌(CRC)、心力衰竭(HF)、肝硬化以及其他中枢神经系统疾病。因此，肠道微生物群可能被用于HCC的早期诊断。本文首先综述了肠道微生物群在HCC发生发展过程中可能发挥的作用。然后，我们讨论了肠道微生物介导的HCC治疗和早期诊断，包括一些可能的诊断和治疗的重点，可用于未来的临床应用。

2 肠道微生物群在HCC中的功能

HCC通常是慢性肝脏疾病进展的结果，几乎从不在没有肝脏疾病的情况下自发发生。此外，约80-90%的HCC发生在肝纤维化或肝硬化晚期，这意味着约三分之一的代偿性肝硬化患者在其一生中发展为HCC。HBV/HCV诱导的肝硬化是导致HCC的主要风险因素。然而，随着发达国家NAFLD和肥胖发病率的增加，HCC在这些地区越来越常见。慢性肝脏炎症与病毒性肝炎患者HCC的发生相关，但NAFLD患者HCC发生的确切机制尚不清楚。

到目前为止，从人体研究和动物模型中获得的一些实验数据表明，肠道微生物群与HCC的发生有关(表1和表2)。肠道微生物群及其衍生物和代谢物的变化是促进CLD和HCC发生的重要因素。本文就微生物-肠-肝轴促进HCC发生的机制进行讨论，并在图1中概述。

图1 肠道微生物群在HCC发病机制中的作用。肠道微生物群失调可导致肠道通透性增加，最终导致微生物移位，增加肝脏对菌群衍生物和代谢物的暴露。随后，通过多种机制促进了肝脏疾病的进展和HCC的发展：(a) LPS与TLR4结合可能直接参与了HCC的发病机制；(b) TCA升高，IPA降低，可诱导肝脂积累、炎症和细胞增殖，最终导致肝细胞癌；(c) DCA的增加可能通过引起肝脏DNA损伤而诱发HCC的发展；(d) LTA可与DCA协同增强HSCs的SASP，通过toll样受体(TLR)2上调SASP因子和环氧合酶2(COX-2)的表达，创造促瘤微环境。此外，COX-2介导的前列腺素E2(PGE2)的产生通过EP4受体抑制抗肿瘤免疫，从而促进HCC进展；(e) LCA、ω-MCA或GLCA的增加可能抑制CXCL16的表达，从而抑制CXCR6+ NKT细胞的积累和干扰素-γ的产生，最终促进HCC的发展；(f) TMAO的增加可能会诱导HCC的发展；(g) SCFAs的减少可能会导致HCC进展。HCC，肝细胞癌；LPS，脂多糖；TLR，toll样受体；TCA，牛磺胆酸；IPA，3-吲哚丙酸；DCA，脱氧胆酸；LTA，脂磷壁酸；SASP，衰老相关分泌表型；HSCs，肝星状细胞；COX-2，环氧合酶-2；PGE2，前列腺素E2；LCA，石胆酸；ω-MCA，ω-鼠胆酸；GLCA，甘氨石胆酸；NKT，自然杀伤性T细胞；TMAO，氧化三甲胺；SCFAs，短链脂肪酸。

2.1 实验研究

动物研究结果表明，肠道微生物群与HCC密切相关(表1)。早在2010年，Yu和同事就使用了HCC毒性小鼠模型，并提出用抗生素鸡尾酒(氨苄青霉素、万古霉素、硫酸新霉素和甲硝唑)治疗后宿主菌群消耗抑制了癌变，肝细胞癌结节的大小和数量相对于对照组小鼠明显减少。与上述结果一致，Dapito和同事认为无菌条件下生长的小鼠与对照组小鼠相比，HCC结节大小减小且数量降低。长期使用低剂量、无毒剂量的脂多糖(LPS)可显著增加HCC的大小和数量。此外，他们还提出TLR4直接参与了HCC的发病机制，在肿瘤发病率方面无显著差异。

与这些结果一致，Xie等人利用链脲霉素-高脂饮食(STZ-HFD)诱导的非酒精性脂肪性肝炎(NASH)-HCC小鼠模型，发现肝脏疾病发生过程中肠道微生物结构发生了显著改变。与此同时，模型小鼠体内多种细菌，如Atopobium spp.、生酸拟杆菌(Bacteroides acidfaciens)、Bacteroides spp.、单形拟杆菌(Bacteroides uniformis)、普通拟杆菌(Bacteroides vulgatus)、解木聚糖梭菌(Clostridium xylanolyticum)、Clostridium cocleatum和脱硫弧菌(Desulfovibrio spp.)的水平显著升高，其与小鼠的病理生理特征和LPS含量成正比。Zhang等人证实，二乙基亚硝胺(DEN)诱导的HCC大鼠模型存在肠黏膜损伤、肠道炎症和肠道微生物群失调。肠道微生物群失调主要表现为革兰氏阴性细菌(G-)大肠杆菌和Atopobium菌群(如Atopobium、Coriobacterium、Collinsella、Eggerthella)显著增加，双歧杆菌属(Bifidobacterium)、肠球菌属(Enterococcus)和乳杆菌属(Lactobacillus)显著减少。最近，Zhang等人通过研究膳食胆固醇如何通过调节肠道微生物群及相应的代谢物驱动NAFLD-HCC，发现高含量膳食胆固醇会导致小鼠脂肪变性、脂肪性肝炎、肝纤维化、肝细胞癌，并观察到胰岛素抵抗。胆固醇诱导的NAFLD-HCC的发生与肠道微生物群失调有关。典型的情况是，根据脂肪变性、脂肪性肝炎或肝细胞癌的不同阶段，微生物组成明显聚集在一起。Mucispirillum、Desulfovibrio、Anaerotruncus和Desulfovibrionaceae的数量依次增加；但在喂食高脂肪/高胆固醇(HFHC)的小鼠中没有发现拟杆菌(Bacteroides)和双歧杆菌(Bifidobacterium)，这在高胆固醇血症患者中得到了证实。膳食胆固醇诱导肠道细菌代谢产物的变化，如3-吲哚丙酸(IPA)水平的降低和牛磺胆酸(TCA)水平的升高。无菌小鼠灌胃来自HFC喂养小鼠的粪便后，肝脏出现脂质积累、细胞增殖和炎症。此外，阿托伐他汀(atorvastatin)可消除胆固醇引起的肠道微生物群失调，同时完全预防NAFLD-HCC的形成。

Yoshimoto等人研究了肥胖小鼠HCC的发生，发现遗传或饮食肥胖可引起肠道微生物群的变化，从而提高次级胆汁酸脱氧胆酸(DCA)的含量，这是一种被鉴定为可诱导DNA损伤的代谢产物。同时，肠道和肝脏的DCA循环增强了肝星状细胞(HSCs)中的衰老相关分泌表型(SASP)，从而在肝脏中产生多种促肿瘤因子和炎症因子，促进暴露于化学致癌物的小鼠的HCC形成。需要注意的是，通过抑制DCA合成减少肠道细菌，可以有效防止肥胖小鼠HCC的形成。在SASP诱导物缺失或衰老HSCs缺失小鼠中得到一致的结果，表明DCA-SASP轴在肥胖诱导的HCC形成过程中发挥重要作用。同样，Ma和同事使用了原发性肝脏模型和3个肝转移模型，发现共生肠道细菌的变化以肝脏选择性的方式引起抗癌作用。观察到选择性增加的肝脏CXCR6+自然杀伤性T细胞(NKT)，其不受小鼠品系、性别和肝脏肿瘤的影响。此外，积累的肝脏NKT细胞表现出激活表型，在抗原刺激下产生更多的干扰素-γ(IFN-γ)。根据使用抗体介导的NKT缺陷和细胞缺失小鼠模型的体内研究，NKT细胞抑制肝脏肿瘤的发展。此外，NKT细胞的积累是通过肝窦内皮细胞上CXCL16(CXCR6的单配体)的表达来调节的，CXCL16是肝窦内皮细胞形成肝毛细血管的内衬，是来自肠道的血液进入肝脏的第一道屏障。初级胆汁酸可上调CXCL16，次级胆汁酸可下调CXCL16。基于万古霉素的抗生素治疗可清除G+菌，包括介导初级胆汁酸向次级胆汁酸转化的G+菌，这足以引起肝脏NKT细胞的积聚，从而抑制肝脏肿瘤的生长。在含有改变的肠道共生菌的小鼠中，胆汁酸代谢菌(Clostridium scindens)定植和补充次级胆汁酸(石胆酸(LCA)或ω-鼠胆酸(ω-MCA))可逆转NKT细胞的积累和抑制小鼠肝脏肿瘤的生长。在原发性LC患者的健康肝组织中，鹅脱氧胆酸(CDCA,一种初级胆汁酸)水平与CXCL16水平呈正相关，而甘氨石胆酸(GLCA,一种次级胆汁酸)水平与CXCL16水平呈负相关，这表明这些结果可能适用于人类。

最近，Loo等人报道肥胖诱导的脂磷壁酸(LTA, G+肠道微生物组分)的肝脏移位通过产生致癌微环境促进HCC的形成。此外，LTA与肥胖诱导的肠道微生物代谢产物脱氧胆酸(DCA)协同作用，通过toll样受体(TLR)2上调环氧化酶-2(COX-2)和SASP因子。有趣的是，COX2诱导产生的前列腺素E2(PGE2)通过EP4受体抑制抗癌免疫反应，从而促进HCC的发生。此外，在非肝硬化NASH的HCCs患者的HSCs中观察到COX-2过表达和PGE2的过度生成，这表明在人体中可能存在一致的机制。总之，肠道微生物群诱导的COX-2通路产生脂质介质。肿瘤微环境(TME)中衰老HSCs内的PGE2在抗肿瘤免疫方面具有重要作用。

综上所述，这些实验研究揭示了肝脏疾病发生过程中肠道微生物群的显著变化。同时，这些结果提供了肠道微生物群与其衍生物、代谢物和肝脏免疫反应之间的联系。因此，肠道微生物生态学与肝脏病理的关系可能成为CLD和HCC潜在的诊断和治疗靶点。

表1 动物模型中与HCC相关的微生物群组成的变化。

2.2 临床研究

越来越多的临床试验也表明，肠道微生物组成与HCC的发生有关。此外，肠道微生物群具有作为早期诊断HCC的生物标志物的潜力。2016年，Grąt和同事发现肝硬化患者中与HCC相关的肠道微生物谱特征为粪便中大肠杆菌丰度升高。同时，基于粪便大肠杆菌计数预测HCC的存在可能是非常有潜力的。因此，大肠杆菌在肠道内的过度生长可能促进了HCC的形成。与原发性肝癌相关的生态失调程度随着癌症发展阶段的增加而升高。Ni等人通过引入更全面的综合指数(失调程度(Ddys))，发现原发性HCC患者与健康个体相比，其粪便中促炎菌的水平更高。值得注意的是，与正常受试者相比，原发性HCC患者的Ddys显著升高。此外，尽管不同原发性HCC分期间差异不显著，但随着原发性HCC分期的增加，Ddys有升高的趋势。同样，为了研究不同原发性肝癌(PLC)分期的肠道微生物变化，说明肠道微生物群与PLC的关系，Zhang等人通过比较PLC患者、肝硬化(LC)患者和健康对照组(HC)受试者的肠道微生物群，发现在门水平上，从HC到LC和PLC患者厚壁菌门(Firmicutes)的多样性下降。在不同的物种中，路氏肠杆菌(Enterobacter ludwigii)在PLC患者中富集，相对于LC和HC组增加了100倍。随着疾病的发展，厚壁菌门/拟杆菌门的比例显著下降。同时，梭菌属(Clostridia)为HC组肠道微生物的优势属，乳杆菌属(Lactobacillus)、肠球菌科(Enterococcaceae)、γ-变形菌属(Gammaproteobacteria)和芽孢杆菌(Bacilli)可作为PLC诊断的标志物。此外，对肠道微生物多样性与临床因素的关系进行相关分析，结果显示，韦荣球菌属(Veillonella)与PLC患者的甲胎蛋白(AFP)呈显著正相关，而Subdoligranulum与AFP呈负相关。

根据这些结果，探索与NAFLD肝硬化HCC患者相关的肠道微生物特征。通过研究NAFLD诱导的肝硬化HCC患者、NAFLD诱导的肝硬化患者和正常受试者的肠道微生物谱、循环单核细胞、炎症状态和肠道通透性。Ponziani等人的研究表明，HCC患者粪便钙卫蛋白含量升高，肠道通透性与无HCC肝硬化患者相似。HCC患者血浆中C-C基序趋化因子配体(CCL)3、CCL4、CCL5、白细胞介素(IL)8和IL13水平升高，这与循环单核细胞的激活有关。肝硬化患者粪便中链球菌(Streptococcus)和肠杆菌(Enterobacteriaceae)显著富集，而阿克曼氏菌属(Akkermansia)丰度相对于正常人有所下降。与肝硬化患者相比，HCC患者瘤胃球菌科(Ruminococcaceae)和拟杆菌属(Bacteroides)富集，而双歧杆菌(Bifidobacterium)的丰度降低。双歧杆菌和阿克曼氏菌属的丰度与钙卫蛋白含量呈负相关，钙卫蛋白含量又与细胞和体液炎症因子相关。拟杆菌属也得到了类似的结果。

Liu等人证实，与对照组相比，PLC患者的血清氧化三甲胺(TMAO)(一种由肠道微生物产生的胆碱衍生代谢物)含量增加。血清中TMAO含量的增加预示了PLC的高风险。这种关系在血清胆碱含量降低的患者中更为明显。需要更多大样本量的前瞻性研究来证实上述结果。同样，研究非肝硬化诱导的HCC(NLC-HCC)和肝硬化诱导的HCC(LC-HCC)中肠道微生物群失调的特征，以阐明肠道微生物群在HCC发病机制中的作用。通过比较肝炎患者、LC患者、LC-HCC患者、NLC-HCC患者和健康对照组的粪便微生物群，Zheng等人发现LC患者粪便微生物α多样性显著降低；LC与其他组间(肝炎、HCC、正常组)3门27属存在显著差异。此外，与其他组相比，LC组的β多样性存在较大差异；HCC组肠道微生物多样性明显高于LC组。LC-HCC和NLC-HCC的粪便微生物群特征显示，LC-HCC组的粪便微生物群多样性较LC组显著增加，而非NLC-HCC组。与HCC肿瘤大小相关的属有13个。产丁酸菌(Clostridium、Ruminococcus、Coprococcus)丰度下降，而产脂多糖菌(Neisseria、enterobacteraceae、Veillonella)丰度增加。此外，3种生物标志物(Enterococcus、Phyllobacterium、Limnobacte)可用于准确诊断疾病。

最近，Behary等人通过描述NAFLD诱导的肝硬化患者(无论是否存在HCC)的肠道微生物群特征，并基于体外模型评估其在外周免疫反应中的作用，结果发现NAFLD诱导的肝硬化患者的肠道微生物群具有生态失调特征，在肝细胞癌的发展过程中，其组成和功能发生了变化。在NAFLD-HCC病例中，微生物基因功能促进了短链脂肪酸(SCFAs)的产生，代谢组学研究证实了这一点。此外，体外研究表明，NAFLD-HCC微生物来源(而非对照组来源)的细菌提取物，触发了T细胞免疫抑制表型，其特征是CD8+ T细胞衰减和调节性T细胞扩增。

综上所述，这些临床研究表明，肠道微生物群在HCC的发生和发展中起着关键作用。此外，肠道微生物群可能是HCC的早期诊断生物标志物，其调控是预防和治疗HCC的有效策略。

表2 人体研究中与HCC相关的微生物群组成的变化。

Ddys，失调程度。

3 肠道微生物群对HCC早期诊断的意义

HCC的早期诊断伴随着多种治疗选择，通常会产生良好的结果。AFP、脱-γ-羧基凝血酶原(DCP)和AFP-L3等生物标志物被鉴定为HCC特异性标志物。新的潜在生物标志物，如醛酮还原酶家族1成员B10(AKR1B10)，已经被研究用于诊断HCC并预测其预后。值得注意的是，肠道微生物群作为一种新的生物标志物被报道。肠道微生物群在疾病诊断中具有无创、高效、准确等优点。肠道微生物改变可作为HCC疾病的生物标志物，因为它们与从肝硬化/纤维化到癌症的肝脏疾病的发展有关。近年来，一些关于肠道微生物群与HCC相关性的研究初步表明，基于CLD肠道微生物群的变化识别微生物群生物标志物对于早期诊断HCC非常重要(表3)。

最近，为了在HCC病例中鉴定肠道微生物群并评估其作为非侵入性生物标志物诊断HCC的可能性。通过在早期HCC患者、肝硬化患者和正常受试者中表征肠道微生物群、识别生物标记物和构建HCC分类，来验证正常受试者、早期HCC患者和晚期HCC患者的观察结果，并进一步验证新疆和郑州地区HCC的诊断潜力，Ren等人发现，肝硬化早期HCC患者粪便微生物多样性明显高于肝硬化患者。此外，与肝硬化患者相比，早期HCC患者中放线菌门(Actinobacteria)的丰度升高，因此，早期HCC患者中Parabacteroides和Gemmiger等13个属的丰度相较于肝硬化患者增加。与正常对照组相比，早期HCC患者产丁酸菌属的丰度下降，而产LPS菌属的丰度增加。此外，作者在非HCC和早期HCC病例中确定了30个最佳微生物标志物。值得注意的是，肠道微生物标志物在诊断早期甚至晚期HCC方面的潜力得到了验证。重要的是，微生物标志物在中国西北和华中地区成功实现了HCC的跨区域验证。综上所述，本研究首次对HCC病例的肠道微生物群进行了表征，建立了诊断模型，验证了微生物标志物跨区域成功诊断HCC的可行性。肠道微生物群靶向生物标志物是早期诊断HCC的候选无创方法。

表3 早期诊断HCC的新的潜在肠道微生物生物标志物。

4 靶向微生物群预防HCC

目前，除了治疗基础疾病外，还没有可用的治疗方法来预防HCC。由于肠-微生物-肝轴对慢性肝病和肝细胞癌的发展有重要作用，因此是一个很有希望的预防靶点(图2)，许多临床前文章显示，在大鼠和小鼠模型中，肝细胞癌的发病率显著降低了约80%。此外，几项小规模临床试验也显示，利福昔明、诺氟沙星等抗生素治疗可延长肝硬化患者的生存时间。靶向肠道微生物群预防HCC特别有吸引力，因为它可以使用一些安全性高、严重不良反应风险低的方法，如益生菌、益生元、合生元、粪便微生物群移植(FMT)和抗生素。

图2 肠道微生物群靶向治疗肝细胞癌的机制研究。(a)调节肠道微生物群可能会抑制Th17细胞的分化，其分泌的IL-17会减弱血管生成，进而抑制HCC的进展；(b)调节肠道微生物群可促进SCFAs的产生，最终抑制HCC的发展；(c)调节肠道微生物群可以增加丙酸盐的产生，丙酸盐不仅可以通过cAMP水平依赖性途径，还可以通过与GPR43结合来改善HCC；(d)调节肠道微生物群可能诱导抗HCC作用，肝脏CXCR6+NKT细胞增加，干扰素-γ产生增加。CXCR6+ NKT细胞的积累受肝窦内皮细胞CXCL16表达的调控，而CXCL16的表达受肠道微生物介导的初级-次级胆汁酸转化的控制。HCC，肝细胞癌；SCFAs，短链脂肪酸；cAMP，环磷酸腺苷；LPS，脂多糖；GPR，G蛋白偶联受体；NKT，自然杀伤性T细胞。

4.1 益生菌

益生菌是活的微生物，如果给予足够的剂量，对宿主有益；例如，它们改善肠道微生物平衡，刺激细菌产物和代谢产物。近年来，由于益生菌对健康的促进作用以及预防或治疗不同疾病的能力，益生菌的受欢迎程度呈指数级增长。同样，许多研究表明，益生菌对动物模型和人类肝脏疾病的治疗是有效的。目前，益生菌的研究只是基于小鼠HCC模型，在人体的相关数据尚不清楚(表4)。早在2012年，Zhang等人就发现给药VSL#3(包含Bifidobacterium breve、Streptococcus thermophiles、Bifidobacterium infantis、Bifidobacterium longum、Lactobacillus plantarum、Lactobacillus acidophilus、Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus、Lactobacillus paracasei)可以通过恢复肠道稳态，减轻肝脏和肠道炎症，减轻DEN诱导的HCC发生，从而防止肝硬化发展为HCC。

最近Li等人在小鼠模型中发现了益生菌对HCC发展的抑制作用。将益生菌混合物Prohep(包括热灭活的VSL#3、大肠杆菌Niissle 1917和鼠李糖乳杆菌GG(Lactobacillus rhamnosus GG))注射到移植瘤小鼠体内可降低肝脏肿瘤的大小，并使肠道微生物组成向包括颤杆菌克(Oscillibacter)和普雷沃氏菌(Prevotella)在内的有益细菌转变，以及上述细菌产生的抗炎因子。除了减少肿瘤大小，使用益生菌可以减少血管生成因子的产生。从参与该机制的潜在途径来看，给予益生菌的小鼠肠道Th17细胞水平和Th17在肿瘤部位的募集减少。此外，益生菌的抗肿瘤活性与短链脂肪酸的产生有关，在使用益生菌的小鼠中发现的丰富的短链脂肪酸相关通路证明了这一点。综上所述，益生菌治疗可以调节肠道内的微生物群并影响T细胞分化的调节，从而改变肠道外TME内促炎细胞因子的含量。

表4 靶向微生物群治疗HCC的策略。

VSL#3：Streptococcus thermophiles、Bifidobacterium breve、B. longum、B. infantis、Lactobacillus acidophilus、L. plantarum、L. paracasei和L. delbrueckii subsp. Bulgaricus。

Prohep：Lactobacillus rhamnosus GG、Escherichia coli Nissle 1917和热灭活VSL#3。

4.2 益生元

益生元是指非吸附性低聚糖物质，包括乳果糖。它们的作用是加速有益细菌的生长，抑制有害细菌的生长，从而调节肠道微生物群的平衡；此外，它们还能导致短链脂肪酸的产生和调节免疫反应。因此，益生元可以预防或治疗肝细胞癌。但到目前为止，只有一项研究探讨了益生元对HCC的影响(表4)。Bindels等人证明，在Bcr-Abl转染的BaF3细胞移植小鼠中，菊粉型果聚糖可降低BaF3细胞的浸润，减轻炎症，同时增加小鼠门静脉丙酸含量。此外，丙酸可通过cAMP依赖性途径抑制BaF3细胞的体外生长。此外，当与丙酸结合的Gi/Gq蛋白偶联受体2(FFA2,又称GPR43)被激活时，它可以抑制BaF3和其他人体癌细胞的增殖。总之，这些结果支持益生元作为新的抗肿瘤治疗策略。

4.3 合生元

合生元是由益生元和益生菌组成的复合物，已被认为比单独使用益生元或益生菌更有效。同样，合生元可能会改善HCC。目前，还没有关于合生元对HCC的改善作用的研究。

4.4 FMT

FMT是将从正常供体获得的粪便溶液注入受体肠道，从而直接改变受体的肠道微生物组成，从而诱发健康益处或治疗某种疾病的过程。由于FMT已经成功用于艰难梭菌(C. difficile)感染病例，它可以恢复微生态平衡并获得比标准抗生素疗法更好的临床改善，因此目前正在一些临床研究中评估FMT以用于治疗许多其他疾病，如肠易激综合征(IBS)、炎症性肠病(IBD)、心血管疾病(CVD)和代谢性疾病。最近，FMT已被证明在某些类型的癌症中发挥作用，如非小细胞肺癌(NSCLC)、结直肠癌(CRC)和黑色素瘤。特别是，FMT可以增强免疫检查点抑制剂治疗对这些类型癌症的疗效。同样，FMT可以治疗或预防HCC。此外，FMT增强免疫检查点抑制剂的抗肿瘤作用是一种潜在的HCC治疗策略。然而，目前没有数据支持这一前提，必须克服一些障碍。

4.5 抗生素

由于抗生素可以靶向肠道微生物群促进HCC发生和发展的几种途径(表4)，因此它们可能是阻断CLD中促肿瘤肠-肝轴的最有效策略之一。减少肠道细菌总数，去除移位能力强的细菌，可以减少细菌移位，从而抑制肠漏引起的促炎信号。同时，选择性抗生素可以通过降低与这些代谢物产生相关的肠道细菌的数量，从而抑制促进HCC的细菌代谢物的产生，如DCA。通过口服新霉素、氨苄青霉素、万古霉素、甲硝唑等抗菌素鸡尾酒进行持续肠道灭菌，可有效降低由DMBA-HFD或DEN-CCl4诱导的小鼠HCC肿瘤的数量和大小。与这些观察结果一致，Ma等人发现抗生素鸡尾酒(ABX,含有万古霉素、西司他丁、新霉素)或万古霉素治疗可引起肝脏选择性抗癌作用，在MYC转基因自发性HCC小鼠模型中，通过抗原刺激，肝脏CXCR6+ NKT细胞增加，干扰素-γ合成增强。同时，NKT细胞介导肝脏选择性肿瘤抑制。NKT细胞的积累受肝窦内皮细胞CXCL16表达的调控，而CXCL16的表达通过肠道微生物介导的初级胆汁酸向次级胆汁酸的转化来控制。最近，Singh等人证明万古霉素治疗可抑制菊粉喂养的toll样受体5(T5KO)缺陷小鼠LC的发展。同时，万古霉素治疗可导致肠道微生物的选择性消耗，如放线菌门的双歧杆菌(Bifidobacteria)，可发酵纤维的厚壁菌门的G+ Lachnospiraceae和Ruminococcaceae，以及产生次级胆汁酸的Clostridium cluster XIVa。万古霉素治疗小鼠中LC的缺失与循环次级胆汁酸的大量损失密切相关。

结论及未来展望

微生物-肠-肝轴在肝细胞癌等肝脏疾病的发病机制中起着关键作用。越来越多的证据支持肠道微生物群在HCC发生和发展中的作用。同时，肠道微生物群是早期诊断HCC的潜在生物标志物。因此，控制肠道微生物群可能是治疗或预防HCC的新途径。益生菌、益生元、合生元、FMT和抗生素可能是一种创新、经济、安全、无创的HCC预防和治疗方法。然而，关于微生物群在HCC发生中的作用，仍有许多问题需要解决。有必要进行进一步的研究以调查微生物群是如何组装的，以及哪些因素有助于它们在健康和疾病中的长期稳定性。同时，还需要更多的努力来开发靶向特定肠道微生物种类或肠道微生物衍生代谢物的治疗方法。虽然高通量测序(HTS)可以在不需要培养的情况下检测样品中存在的肠道微生物群，但其结果仅仅代表了肠道微生物群与疾病之间的关系；从关联到因果关系仍然是一个重大的挑战。应培养一些特定的肠道微生物种类进行因果关系试验，因此，培养技术是非常必要的。此外，由于肠道微生物群落复杂，包括转录组学、代谢组学和蛋白质组学在内的多组学分析可以概述整个疾病的情况。此外，许多临床试验必须集中于识别早期诊断HCC的最佳细菌生物标志物。同时，为了保证HCC治疗的安全性和治疗效果的改善，有必要进行更多设计优化的临床试验来评估肠道微生物介导的治疗方法。最后，为了获得医学界更广泛的认可，并研究使用益生菌作为癌症替代疗法的可能性，需要更多基于实验室的机理研究和广泛的人体临床试验来评估肠道微生物群和适当选择有用的菌株。因此，需要更多的努力将目前关于微生物-肠-肝轴在促进HCC中的功能的知识转化为患者的诊断、预后和治疗策略。

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