編者按
腸道菌群是近年來中醫藥領域的研究熱點，不僅與中醫理論相契合，而且是中藥口服發揮藥效的重要靶點之一?；谀c道菌群的中藥藥理研究近年來也陸續刊登于核心期刊。
為了幫助廣大研究者了解中醫藥相關腸道微生物的研究進展與方法，我們收集整理了近幾年基于中藥及腸靶軸研究的發表于GUT、Nature Communications、Theranostics等高水平期刊的論文。
【中醫藥與腸道菌群專輯】為大家精細解讀重磅研究與進展。

【文獻名稱】Ginseng polysaccharides alter the gut microbiota and kynurenine/tryptophan ratio, potentiating the antitumour effect of antiprogrammed cell death 1/ programmed cell death ligand 1 (anti-PD-1/PD-L1) immunotherapy
【雜志名】：GUT
【影響因子】：IF=19.819
【中藥】：人參
【疾病】：非小細胞肺癌
【樣本類型】：C57 BL / 6J小鼠負荷Lewis肺癌細胞（LLC）模型、臨床患者
【技術方法】：靶向代謝組（SCFAs、氨基酸、脂肪酸）；16S PicBio SMRT測序；轉錄組
【關鍵菌群】：Muribaculum，Bacteroides（B. vulgatus，P. distasonis）
【是否菌群驗證】：是（糞便移植）

研究背景
【中藥背景】人參作為藥物或膳食補充劑在亞洲被廣泛使用。長期服用人參提取物能調節大鼠腸道Bifidobacterium, Allobaculum, Lactobacillus, Clostridium等菌群豐度，人參提取物能增加糞腸球菌的豐度，提高肉豆蔻酸的含量進而達到抗肥胖的作用。人參含有許多活性成分，包括人參皂甙、精油、肽聚糖、多糖等。已有研究表明人參多糖（GPs）具有免疫調節功能，能激活巨噬細胞、T細胞和自然殺傷細胞。此外，GPs可以改善腸道代謝并調節腸道菌群，特別是增強代謝人參皂甙的細菌Lactobacillus spp.和Bacteroides spp.的生長。

【疾病和腸道菌群】肺癌在全球有極高的發病率和死亡率，其中約80-85％是非小細胞肺癌（NSCLC）。程序性死亡1（PD-1）及其配體PD-L1的抑制藥物，是缺乏EGFR或ALK突變的轉移性NSCLC的有效療法，但其緩解率（<25％）較低，甚至會導致過度進展性疾?。℉PD），因此需要更有效的方法治療大多數的晚期NSCLC患者。已有研究證實PD-1/PD-L1通路抑制劑與具有免疫調節作用的療法或藥物組合，可增強抗腫瘤反應。近期，腸道菌群引發了人們對癌癥免疫療法的關注：如Bacteroides fragilis, Bacteroides thetaiotaomicron, Bifidobacterium等，無論在臨床前腫瘤模型還是癌癥患者上，均表現出了對提高免疫治療的良好反應。 因此，調節腸道微生物群的策略，被認為能夠用于治療癌癥患者，并作為新的免疫治療響應預測生物標志物。

在癌癥免疫治療中，人參多糖（GPs）的治療潛力尚需探究，澳門科技大學等研究團隊通過小鼠模型和臨床樣本分析發現：GPs與αPD-1單克隆抗體（mAb）具有協同抗腫瘤作用，或能通過調控腸道菌群組成及代謝物的方式調節免疫，進而增強對免疫治療的應答。相關研究成果發表于頂級期刊《Gut》。

研究路線

主要研究結果
一、聯合治療對動物模型的抗腫瘤作用
研究者首先評價了C57 BL / 6J小鼠負荷Lewis肺癌細胞（LLC）模型的腫瘤生長和發展情況。腫瘤接種后0天給小鼠進行GPs灌胃，第9天進行αPD-1mAb注射（圖A），以腫瘤體積和重量評估其抗腫瘤效果。GPs聯合αPD-1mAb治療顯著降低了腫瘤進展，腫瘤生長受抑制，小鼠存活期延長（圖B-D）。
同時，聯合治療在HuPD-1小鼠負荷LLC細胞（圖E-F）和B16-F10荷瘤的小鼠模型中也有明顯抗腫瘤作用效果。

二、聯合治療對免疫系統的作用
為了確定聯合治療對免疫系統的影響，作者分析了外周血、脾臟和腫瘤組織的免疫相關變化：
1. CD8⁺T 細胞：聯合治療組中，外周（血液和脾臟）和腫瘤組織中CD8⁺ / CD4⁺比率均增加（圖A)；CD8⁺ T細胞中功能性細胞因子IFN-γ，TNF-α和GZMB的產生也均增加（圖B–D）。
2. 調節性T細胞（Tregs）：Tregs是免疫抑制腫瘤微環境的主要參與者，通常與預后不良和生存率相關。聯合治療引發外周和腫瘤組織FoxP3⁺調節性T (Treg)細胞的減少(圖E），這可能有助于預防HPD。

免疫組化分析在腫瘤組織中得到與上述一致的結果（圖F–K）。以上結果表明，聯合治療可通過激活CD8⁺ T細胞并抑制Tregs的功能而發揮作用。

三、聯合治療對腸道微生態的影響
1. 腸道微生物結構變化
采用16S PicBio SMRT測序對糞便樣本研究，與αPD-1單抗組相比，聯合治療后微生物組成發生變化，Muribaculum豐度明顯增加(圖A-B)。與模型組相比，GPs組的Muribaculaceae豐度增加，這表明GPs可能會影響Muribaculaceae豐度。

2. 抗生素處理：抗生素處理使得各組抗腫瘤效果沒有差異(圖C-D)，說明上述效應依賴于腸道菌群。

3. 對腸道多種細胞群的影響：
a. 結腸中炎性細胞：減少結腸中炎性細胞的浸潤(圖E-F)。

b. 上皮內淋巴細胞（IELs）：IELs在維持障礙功能和降低對感染和免疫病理學的易感性方面發揮著重要作用。研究者對小腸中IELs進行了轉錄組研究：與單獨的αPD-1mAb組比，聯合治療組中的上皮保護基因、代謝相關基因和S100A6明顯上調；相反，免疫球蛋白可變區重鏈基因、免疫球蛋白可變區輕鏈基因和免疫球蛋白kappa變量基因等下調（圖G）；GO分析顯示，差異表達的基因主要與溶酶體、分泌顆粒和能量代謝有關，這些基因可以保護腸屏障的完整性（圖H）。與GPs組比，聯合治療組的免疫應答相關基因上調（圖I，J）。

c. RORγt⁺ Treg細胞：RORγt⁺ Treg細胞可被菌群刺激所誘導，RORγt⁺Treg/Th17細胞間比例可維持腸道動態平衡。聯合治療組使RORγt⁺ Treg細胞的比例增加，而Th17細胞比例降低（圖K-L），說明其對腸道有保護作用。

四、聯合治療對菌群相關代謝物的影響
1. 短鏈脂肪酸
微生物可能通過短鏈脂肪酸（SCFAs）誘導RORγt⁺ Tregs產生進而達到抗腫瘤效果。SCFAs作為能量來源能阻止營養缺乏導致的腸上皮細胞和淋巴細胞自噬，還可進入血液，進而通過GPCR受體途徑或抑制HDAC表觀活性而影響其他的組織和細胞。SCFAs在菌群調控免疫治療過程中具有重要作用。

該研究利用質譜法檢測了血漿中SCFAs的水平。結果顯示：αPD-1mAb處理后，除乙酸外，其他SCFAs豐度均增加。與單獨使用αPD-1mAb的組比，聯合治療組中的戊酸豐度增加更顯著（圖A–G）。

2. 色氨酸代謝
作者進一步檢測了氨基酸和脂肪酸代謝物的變化。與單獨使用αPD-1mAb組比，聯合治療組中，色氨酸代謝在這些代謝產物中貢獻最大，L-犬尿氨酸與犬尿氨酸/色氨酸（Kyn / Trp）的比率（表示為IDO活性）顯著降低，但L-色氨酸沒有顯著變化。為了進一步研究IDO在腫瘤組織中的活性，通過免疫組化染色發現聯合組IDO的表達水平下調（圖K）。

為了確定GPs對腸道微生物中色氨酸代謝的影響，通過體外發酵對GPs進行人糞便樣品的發酵。研究發現GPs在有氧和厭氧下均顯著增加L-色氨酸的產生，并降低犬尿氨酸的產生，以及Kyn / Trp的比例，這表明GPs可能通過腸道微生物影響色氨酸代謝。

五、臨床分析：免疫治療響應 VS 非響應患者的腸道菌群差異
16例中國NSCLC患者接受抗PD-1阻斷治療，10例為有響應者(Rs)，6例為無響應者(NRs)。為了研究腸道微生物組成是否與抗PD-1免疫療法有關，對糞便樣本進行16S PacBio SMRT測序。

響應者(Rs)的腸道微生物的豐富度和均勻度高于無響應者(NRs)（圖A）。在物種水平上，Rs組擬桿菌的相對豐度居首位，其次是Parabacteroides distasonis 、bacterium LF-3和Sutterella wadsworthensis HGA0223。并且這些細菌豐度在響應好、生存率更高的患者也是增加的（圖B-E）。

六、糞便移植
將6位NRs的糞便轉移到無菌小鼠中，菌群定植后進行LLC腫瘤細胞接種。然后，用上述相同的GPs方案進行治療（圖A）：

1. 藥效
如預期一致，小鼠對αPD-1mAb治療具有抗性。但用GPs加αPD-1mAb聯合治療，顯著減緩了腫瘤的生長（圖B）。

2. 對免疫系統的影響
流式細胞和免疫組化分析提示血液和腫瘤中CD8⁺ / CD4⁺ T細胞的比例、CD8⁺T細胞中的IFN-γ、TNF-α和GZMB增加（C-F，H–M）。此外聯合組Treg細胞更少，這與治療功效的提高相關（圖G）。

3. 對色氨酸代謝的影響
聯合治療后Kyn / Trp比值降低（圖J），腫瘤組織中的IDO表達較低（圖K-L）。

4. 對腸道菌群的影響
與αPD-1 mAb組和模型組比，聯合治療擬桿菌(Bacteroides)豐度顯著增加，尤其是B. vulgatus和P. distasonis(圖M-O）。這些結果表明，聯合處理可重塑腸道微生物群，從NRs向Rs轉變，從而使αPD-1單抗治療的反應敏感。

主要結論
以肺癌荷瘤小鼠為模型，人參多糖能增強抗PD-1單抗的抗腫瘤效果，伴隨活化CD8⁺T細胞增加，調節性T細胞減少。抗腫瘤作用可能依賴于其對腸道菌群的影響，通過微生物組和菌群代謝組研究發現：腸道菌群組成和代謝物發生明顯改變，包括戊酸增高、犬尿氨酸/色氨酸代謝變化等。聯合治療上調了上皮細胞相關保護基因的表達，同時短鏈脂肪酸和犬尿氨酸進一步進入血液循環，增強免疫功能，進而抑制腫瘤生長、延長生存期。

臨床研究中進一步發現，抗PD-1治療響應者的腸道菌群多樣性更高，狄氏副擬桿菌和普通擬桿菌的豐度更高。接受非響應患者菌群的小鼠，其對抗PD-1治療的敏感性，可通過人參多糖治療予以恢復。

腫瘤免疫治療響應與腸道菌群的關系被越來越多地證明和關注。免疫調控是中醫藥的優勢功能, 該研究揭示了中藥通過調控腸道菌群增強腫瘤免疫治療的巨大應用潛力。