上海交大刘宁宁组综述癌症进展中"营养-真菌-宿主"三方的相互作用
上海交大刘宁宁组综述癌症进展中"营养-真菌-宿主"三方的相互作用
癌症作为全球死亡的主要原因，2020年约有1000万人死于癌症。近年来，研究者们发现真菌与癌症之间存在密切的相互作用，这种相互作用受到营养物质的调节。上海交通大学刘宁宁团队在iMeta期刊发表综述文章，全面总结了与癌症相关的共生和致病真菌，讨论了真菌作为肠道和组织驻留微生物组不可或缺的成员影响癌症的复杂机制，阐明了各种营养物质(包括胆固醇、碳水化合物、蛋白质和矿物质)在促进真菌生长、繁殖和侵袭性致病机理中的关键生理作用。
研究亮点
- 共生和致病真菌对多种癌症进程至关重要
- 饮食营养素在真菌的生长、繁殖和侵袭性致病机制中发挥着重要的生理作用
- 营养物质和真菌在癌症发展过程中的相互作用为靶向真菌的癌症预防和治疗中的精准营养应用提供了有价值的见解
真菌与癌症的关系
过去几十年来，人们对粘膜微生物组中和肿瘤内与不同癌症类型有关的各种细菌物种丰度进行了广泛研究。然而，新兴研究强调了真菌菌株在癌症中的重要性。与细菌类似，真菌的组成随肿瘤部位的不同而有所变化，癌症特异性真菌的存在为肿瘤相关的检测和诊断提供了新思路。
消化系统癌症
结直肠癌
研究发现，CRC患者真菌组成的发生了特异性改变。这些改变包括担子菌门/子囊菌门比例的增加，马拉色菌纲富集以及酵母菌纲和肺孢子菌纲的减少。此外，研究还发现，在CRC患者中，某些真菌种类如斯达油脂酵母菌和酿酒酵母减少，而其他种类如球形马拉色菌和黄曲霉则富集。
胰腺癌
研究发现，在小鼠和人类研究中，PDA肿瘤中真菌丰度比正常胰腺高约3000倍，而且在α和β多样性方面与肠道或正常胰腺明显不同，特别是马拉色菌显著富集。在侵袭性PDA的缓慢进展模型中，真菌消融术可以预防肿瘤的发生，而马拉色菌替代其他共生真菌通过激活甘露糖结合凝集素（ligation of mannose-binding lectin，MBL）的连接来驱动补体级联，从而加速肿瘤的发生。
胃癌
研究表明，一些与宿主相关的因素，年龄、吸烟、遗传易感性、环境因素和微生物感染等多种宿主相关因素与胃癌的发生有关。然而，由于胃内共生微生物组的培养受到挑战，除幽门螺杆菌外，胃微生物组(如真菌)与GC之间的关系尚未得到深入研究。
肝癌
肝癌，特别是肝细胞癌(hepatocellular carcinoma，HCC)，已成为癌症相关死亡的第三大原因。与健康对照组相比，HCC患者肠道菌群失调，其特征是α多样性降低，机会性真菌(如马拉色菌和念珠菌)丰度增加。在III-IV期HCC患者的白色念珠菌的丰度也明显高于I-II期，而共生真菌酿酒酵母的丰度则呈现相反的趋势。
非消化系统癌症
肺癌
肺癌仍然是全球癌症死亡的首要原因。除了遗传因素和吸烟、空气污染等环境因素与肺癌的发生发展相关外，最近的研究还发现了肺肿瘤中特定菌种的富集关系。癌症基因组图谱（The Cancer Genome Atlas，TCGA）队列发现，皮炎芽生菌/吉氏芽生菌的比值在癌症患者中增加，而在魏茨曼队列中，吸烟者肿瘤中发现的曲霉菌和伞菌的丰度高于从不吸烟的肺癌患者。
乳腺癌
女性乳腺癌是最常见的癌症，也是死亡率最高的五大癌症之一。此前已有研究证实，真菌与乳腺癌存在关联。与其他肿瘤相比，马拉色菌在乳腺癌中显著富集，且以曲霉菌和马拉色菌为中心的真菌-细菌共生现象。此外，肿瘤中球形马拉色菌的患病率升高与总生存率降低有关。
营养素调节真菌与癌症进展
越来越多的证据表明，共生真菌和致病真菌可能通过分泌生物活性分子、与邻近细菌互作或影响宿主的免疫功能，参与到肿瘤发生、发展的调节中。所有的生活方式、环境和遗传变量都对真菌群系有显著影响。其中，饮食显著影响肠道代谢环境，改变真菌的生活方式。
针对真菌进行抗癌的精准营养治疗
饮食因素，包括肥胖、饮酒、纤维不足、加工肉类等，都被列为癌症的十大归因因素。在这种情况下，饮食调整和干预在癌症预防和治疗领域得到了极大的关注。禁食已被观察到对肿瘤发病率、癌症进展和减少化疗相关的不良反应有有益的影响。同样，长时间的热量限制也有望成为一种具有类似优势的可行方法。
结论与未来展望
了解人类真菌组与癌症之间的联系进一步揭示了潜在的机制和治疗途径。真菌与营养物质形成的复杂代谢网络，最终会影响宿主生理。然而，这些方面仍处于研究和探索的早期阶段。迄今为止，尽管针对真菌的研究比起细菌来说还不多，但现有研究已经揭示了真菌在衡量癌症预后方面具有的预测准确性和敏感性。利用真菌和营养物质作为调节癌症发生、进展和治疗反应的生物标志物或治疗靶点的潜力具有巨大的前景，但仍有几个关键问题没有得到解答。