在我们的肠道中，居住着超过十万亿个微生物，它们不仅帮助我们分解食物中的营养成分，还增强我们的免疫系统以抵抗外来病原体，对我们的健康起着至关重要的作用。

在一项新的研究中，来自海德堡欧洲分子生物学实验室（EMBL）和斯普利特大学的研究人员发现它们发挥的作用还涉及身体对致癌物（carcinogen）的反应和癌症的发生。

相关研究结果于2024年7月31日在线发表在Nature期刊上，论文标题为“Gut microbiota carcinogen metabolism causes distal tissue tumours”。

致癌物是一类能够促使正常细胞转变成癌细胞的化学物质，它们广泛存在于环境中，尤其是烟草烟雾中。过去的研究表明，当小鼠接触亚硝胺BBN（一种常见的烟草致癌物）时，会几乎无一例外地发展成侵袭性膀胱癌，这成为了研究致癌物诱导癌症的经典模型。

然而，斯普利特大学的Janoš Terzić实验室在研究这一模型时，发现了一个奇怪的现象。如果在小鼠暴露于 BBN 的同时给它们喂食抗生素，且喂食的抗生素剂量可以杀死 99.9% 的肠道细菌，那么原本90%的癌症发生率就骤降至10%。

Terzić说，“我永远不会忘记在细菌和 BBN 过夜培养后，在薄层色谱板上看到 BBN 和N-丁基-N-(3-羧丙基)-亚硝胺（BCPN）带的情景。肿瘤发生率的下降幅度如此之大，以至于起初我对这一结果产生了怀疑，认为我们一定是在实验的某个地方出了差错。结果，我们重复了五次实验，才最终确信了实验结果确实如此。我们意识到，通过一种意料不到的治疗方法——抗生素，我们居然能够消除癌症的发展，这真是太棒了！”

为了探索这一现象背后的机制，Terzić在海德堡EMBL的一次会议上遇到了Michael Zimmermann，后者领导的团队专注于使用高通量技术研究肠道微生物组的功能，特别是它们对化学物质的生物转化作用。双方随即展开合作，共同探究肠道细菌如何影响小鼠对致癌物的反应。

经过一系列微生物学和分子生物学实验，研究团队发现肠道中的特定细菌能够将BBN转化为另一种亚硝胺BCPN。虽然两者都属于亚硝胺，但BCPN在膀胱中的积累与肿瘤形成有关。进一步研究确认了至少12种细菌具有将BBN转化为BCPN的能力，其中一些细菌种类通常与皮肤相关，可能通过小鼠舔毛的行为进入肠道。

图片来自Nature, 2024, doi:10.1038/s41586-024-07754-w

研究还扩展至人类样本，证实人类肠道细菌同样能进行这种转化。然而，不同个体之间在代谢BBN的能力和参与转化的细菌种类上存在显著差异。这提示，个体肠道微生物组的组成可能解释了为什么有些人即使接触到潜在致癌物，也不会发展成癌症。

尽管这一发现为理解癌症风险提供了新视角，但研究者强调，不能简单地将抗生素视为普遍的癌症预防手段。癌症是一个复杂的多因素疾病，涉及多种因素的综合作用。未来的研究将继续探索肠道微生物组如何影响不同类型的致癌物代谢，以及如何利用这些知识来预测和预防癌症。

这一系列研究不仅加深了我们对癌症发病机理的理解，也为个性化医疗和癌症预防策略开辟了新的可能性。

参考资料：

Michael Zimmermann et al. Gut microbiota carcinogen metabolism causes distal tissue tumors. Nature, 2024, doi:10.1038/s41586-024-07754-w.