微生物组

从人体微生物组计划(2007年)到国家微生物组计划(2016年),美国酝酿了十年,各国也对微生物组研究投入了大量努力。微生物组学研究发展非常快,肠道微生物组与人体的多种疾病相关联,深刻影响了疾病的治疗和临床研究,包括体重、糖尿病、免疫系统、肠道疾病、代谢疾病、炎症、心脏病、大脑神经系统等等,被认为是人体的“第二基因库”。

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npj Bio Microbio:震惊!肠道微生物组或会让癌症化疗药物对患者产生毒性影响!

来源:生物谷 2017-11-03 23:08

2017年11月3日 讯 /生物谷BIOON/ --日前,一篇刊登在国际杂志npj Biofilms and Microbiomes上的研究报告中,来自爱因斯坦医学院的研究人员通过研究发现,人类肠道菌群组成或能帮助解释为何某些人在摄入治疗转移性结直肠癌的关键药物后会遭受危及生命的机体反应。

图片来源:Albert Einstein College of Medicine

研究者Libusha Kelly教授解释道,我们都知道,人类机体的遗传组成能够影响其对药物的反应,如今研究人员也越来越清楚,机体肠道微生物组的变化或会影响机体对疗法产生的效应。伊立替康是一种治疗扩散或转移性结直肠癌的三种一线药物中的一种,然而,接受伊立替康治疗的40%患者都会经历严重的腹泻,从而使得患者需要住院治疗甚至引发患者死亡,你可以想象一下,当某些病人病情很重时,给与患者会引发肠道问题的疗法会使得患者非常困难,与此同时,药物伊立替康也是一种治疗癌症的重要药物。

伊立替康通常会以一种非活性的形式注射到患者体内,而肝脏中的特殊酶类会将该药物代谢成为杀灭癌细胞的活性毒性形式,随后,其它肝脏酶类会将该药物转化成为非活性形式,进而进入到肠道组织中,但某些人机体中拥有的特殊消化道细菌会利用β-葡糖醛酸糖苷酶来消化药物,利用部分非活性的伊立替康来作为食物,但不幸的是,这种酶类活动会代谢并再度激活伊立替康使其成为毒性形式,从而通过损伤肠道内壁组织产生严重的副作用。

为了消除伊立替康相关的毒性,医生们通常会尝试利用口服抗生素来杀灭产生这些酶类的细菌,但抗生素同时也会杀灭保护性的肠道微生物,包括一些中和诱发疾病的细菌,2010年刊登在Science上的研究报告中,研究人员就发现,能够选择性靶向作用大肠杆菌β-葡糖醛酸糖苷酶类的药物能够有效降低伊立替康的毒性。当前研究中,研究者Kelly及其同事调查了是否机体肠道微生物组的组成会影响药物伊立替康是否会被再度激活,研究者收集了20名健康个体的粪便样本,并利用失活的药物伊立替康来处理这些样本,随后利用代谢物组学技术,研究人员根据是否这些样本能够对药物进行代谢或再度激活来对这些粪便样本进行分类,其中发现4份样本具有较高的代谢特性,而其余16份样本具有较低的代谢特性。

随后研究人员对两组参与者的粪便样本进行研究,分析其微生物组组成的差异,重点关注β-葡糖醛酸糖苷酶的存在,结果发现,相比较低代谢特性的微生物组而言,具有较高代谢特性的微生物组含有较高水平的三种类型的β-葡糖醛酸糖苷酶(此前并未报道)。研究者Kelly说道,我们假设,如果给予伊立替康进行治疗,具有较高代谢特性的个体或许出现副作用的风险较高,但我们就需要不断检测癌症患者机体的微生物组。

相关研究结果表明,在给予伊立替康治疗之前分析患者机体微生物组的组成或许能够帮助预测是否患者会因摄入药物而遭受副作用影响,此外研究人员还有望利用药物来抑制特殊β-葡糖醛酸糖苷酶来预防药物给患者带来的副作用。另外一种特殊的方法就是让患者摄入益生元,β-葡糖醛酸糖苷酶“喜好”非活性形式伊立替康中的碳水化合物,当给予患者伊立替康治疗时研究人员或许可以给予其它形式的碳水化合物,或许就能够抑制酶类对药物的代谢作用。

肠道中的β-葡糖醛酸糖苷酶或许会同患者常用的药物相互作用,比如伊立替康和其它非类固醇类抗炎药物(比如他莫昔芬和吗啡等),在这些情况下,患者的问题或许并不是腹泻,相反,如果肠道菌群对药物再度激活的话,患者就会暴露于高剂量药物之下,本文研究为后期研究人员深入理解诸如此类药物-微生物组之间的相互作用提供了新的线索和思路。(生物谷Bioon.com)

原始出处:

Leah Guthrie, Sanchit Gupta, Johanna Daily et al. Human microbiome signatures of differential colorectal cancer drug metabolism. npj Biofilms and Microbiome (2017) doi:10.1038/s41522-017-0034-1

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