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肠道微生物群在放射性回肠炎中的作用:从机制洞见到治疗应用

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为什么肠道微生物在癌症治疗中很重要

随着腹部和盆腔肿瘤接受放疗的人数增加,许多人出现长期存在的疼痛性肠道问题。本文综述了肠道中数万亿微生物如何影响谁会发生放射性回肠炎(一种肠道损伤形式),以及通过调节这些微生物将来如何可能预防或缓解该疾病。

放射线如何损害肠道

针对腹部肿瘤的放射并不只作用于癌细胞,也会击中小肠脆弱的黏膜。负责更新黏膜的干细胞受损,为肠壁供血的血管变得渗漏,保护性的黏液层和细胞间的紧密连接被破坏。免疫细胞涌入,释放化学信号,可能将短暂的损伤扩大为长期的炎症、瘢痕形成和营养吸收障碍。

当内层屏障失效

在健康状态下,一层黏液和紧密连接的细胞将肠腔内容物与身体其他部分隔离。放射可使该屏障变薄并削弱将相邻细胞“拉”在一起的蛋白质“拉链”。因此,细菌及其产物可以渗入,引发免疫系统的警报。这种渗漏反过来导致更多组织损伤、更多炎症和肠壁肿胀,患者表现为疼痛、腹泻,有时伴随出血。

Figure 1. 放射治疗可损伤肠道,但改变肠道微生物可能有助于保护和修复肠道。
Figure 1. 放射治疗可损伤肠道,但改变肠道微生物可能有助于保护和修复肠道。

保护肠道的有益微生物

并非所有微生物都是局外人。一些常见的肠道居民似乎在放射后保护肠道。诸如Faecalibacterium prausnitzii、双歧杆菌、乳酸杆菌科和黏膜拟杆菌(Akkermansia muciniphila)等物种在接受盆腔放疗时往往减少。动物实验表明,这些细菌可增强黏液层、支持干细胞再生并抑制过度活跃的免疫反应。它们部分通过产生短链脂肪酸及其他小分子来实现这些作用,滋养肠细胞、增强抗氧化防御并促进抑制性免疫细胞以减轻过度炎症。

助长炎症的有害微生物

与此同时,某些细菌在放射后变得更为丰盛并似乎加重损伤。大群体如埃希氏-志贺菌(Escherichia-Shigella)、肠球菌(Enterococcus)、严格意义下的梭菌1群(Clostridium sensu stricto 1)以及产生毒素的脆弱拟杆菌(Bacteroides fragilis)和大肠埃希菌株可能侵蚀紧密连接、使黏液变薄并将大量促炎触发物释放到肠内。它们的细胞壁成分和毒素激活宿主细胞内的信号开关,放大与肿胀、疼痛和组织分解相关的通路。这种由平衡生态向敌对微生物群转变的现象称为菌群失调,是放射性回肠炎的一个标志。

左右平衡的信号与物质

许多肠道微生物的关键影响来自它们在消化食物和胆汁时释放的化学物质。像丁酸和丙酸这样的短链脂肪酸有助于修复屏障,为肠细胞提供能量并调节免疫反应。微生物还将胆汁酸和膳食色氨酸转化为作用于肠壁和免疫系统受体的新形式。这些信号可以强化屏障并促进愈合,或者在有益产生者丧失时,使肠道更易受到氧化应激和慢性炎症的侵害。

Figure 2. 不同的肠道微生物在放射后可削弱或强化肠道屏障,从而改变炎症反应和恢复过程。
Figure 2. 不同的肠道微生物在放射后可削弱或强化肠道屏障,从而改变炎症反应和恢复过程。

治疗肠道生态的新方法

因为微生物组处在这些过程的交汇处,研究人员正在测试有意重塑它的策略。方法包括经过谨慎选择的抗生素、来自健康供体的粪菌移植、富含纤维或定时进食的饮食,以及补充特定益生菌菌株或混合制剂并结合称为合生元的支持性纤维。早期动物和小规模人体研究表明,这些策略可减轻腹泻、降低炎症标志物并改善肠黏膜愈合,尽管结果存在差异且长期安全性仍需谨慎评估。

展望以微生物为指导的护理

总体而言,文章得出结论:放射性回肠炎源于直接组织损伤、免疫失调以及肠道微生物及其代谢产物变化的纠结。既有益又有害的细菌及其所产生的物质,能将肠道引向修复或持续性损伤。通过更精确地描绘这些关系并在更大、设计良好的试验中测试以微生物为中心的疗法,临床医生最终可能预测谁风险最高并定制基于微生物的治疗以预防或缓解放射相关的肠道疾病。

引用: Tao, M., Liu, Y., Guo, H. et al. The role of the gut microbiota in radiation enteritis: from mechanistic insights to therapeutic applications. Commun Biol 9, 692 (2026). https://doi.org/10.1038/s42003-026-10263-3

关键词: 放射性回肠炎, 肠道微生物群, 肠道屏障, 益生菌, 粪菌移植