今日Science+Cell双发，癌症中的肠道菌群再成焦点 | 热心肠日报
今天是第2554期日报。
Science：抗生素通过菌群和肠道影响癌症免疫治疗的新机制
Science[IF:63.714]
① 抗生素（ABX）治疗后，Enterocloster菌属物种的反弹/再定植，通过其对胆汁酸的影响下调回肠的MAdCAM-1（α4β7整合素的配体）表达；② MAdCAM-1表达的降低，促进了肠道中具有免疫抑制作用的α4β7+CD4+调节性T细胞（Treg17）大量离开肠道，迁移到肿瘤中，这与ABX损害靶向PD-1免疫治疗效果有关；③ PD-1阻断治疗的抗癌效果依赖于MAdCAM-1–α4β7轴，阻断IL-17A或肝脏异位表达MAdCAM-1以截留肠道Treg17，可逆转ABX引起的免疫抑制；④ 肺癌、肾癌和膀胱癌患者中，低水平的血清可溶性MAdCAM-1与肠道菌群失调和不良预后相关。
A microbiota-modulated checkpoint directs immunosuppressive intestinal T cells into cancers
06-09, doi: 10.1126/science.abo2296
【主编评语】在免疫检查点阻断治疗（ICI）前使用抗生素（ABX）可损害ICI疗效，但尚不清楚ABX引起免疫抑制作用的机制。Science最新发表的这项研究对这一问题进行了探索。该研究发现，ABX后某些肠菌物种的反弹可引起肠道MAdCAM-1（黏膜地址素细胞黏附分子1，其通过与α4β7整合素结合，介导淋巴细胞的肠道归巢）的表达下调，从而使具有免疫抑制作用的α4β7+CD4+ Treg17细胞离开肠道进入肿瘤，削弱ICI抗癌效果。血清可溶性MAdCAM-1的水平或可作为标志物，预测ICI治疗的预后。（@mildbreeze）
Cell：新方法解析癌症患者的药物-菌群关联
Cell[IF:66.85]
① 开发一种用于鉴定药物-菌群关联的新计算方法PARADIGM， 用其分析接受异基因造血细胞移植（allo-HCT）癌症患者的纵向粪便菌群和用药记录数据；② 一些非抗生素药物，如泻药、止吐药和阿片类药物，与肠球菌属的相对丰度升高和菌群α-多样性降低相关；③ 用药物抗菌活性的体外测量数据检验了PARADIGM发现的药物-菌群关联；④ allo-HCT期间，菌种内的优势菌株的遗传趋同增加与抗生素相关；⑤ 药物-菌群关联可预测allo-HCT后的菌群轨迹和临床结果。
High-resolution analyses of associations between medications, microbiome, and mortality in cancer patients
06-08, doi: 10.1016/j.cell.2023.05.007
【主编评语】Cell发表的一项最新研究，开发了一种名为PARADIGM的计算方法，将其应用于癌症患者的纵向粪便样本和详细的每日用药记录的大型数据集，揭示了药物暴露和肠道菌群之间的关联，这些关联再现了体外研究结果，并能预测临床结果。（@mildbreeze）
新益生元——“酮生元”（观点）
Trends in Endocrinology and Metabolism[IF:10.586]
① 聚羟基丁酸酯（PHB）可增加大肠腔中的3-羟基丁酸酯（3HB），当外源性3HB通过酮体供给时，3HB通过改变肠道菌群和全身代谢状态来改善肠道健康；② PHB改变了菌群组成，恢复了菌群的完整性，增加产生丁酸盐的细菌并释放短链脂肪酸，激活调节性T细胞（Tregs），产生抗炎作用；③ 虽然Tregs在肠道上皮中被激活，但Tregs可以进入体内循环；④ 未来的研究应集中在PHB如何通过3HB的体循环促进健康，以及3HB如何激活短链脂肪酸产生并改变肠道环境。
New prebiotics by ketone donation
06-02, doi: 10.1016/j.tem.2023.05.001
【主编评语】肠道菌群紊乱与慢性炎症相关的肠道疾病的进展有关，经典益生元没有显示出对这些疾病的显著抑制作用，因此，迫切需要寻找新的益生元。酮体由3-羟基丁酸酯（3HB）、乙酰乙酸和丙酮组成，3HB既能作为能量底物，也可以作为受体配体，调节肠道健康。近期发表于Trends in Endocrinology and Metabolism上的观点，聚焦新型益生元——聚羟基丁酸酯（PHB），阐述了PHB通过增加肠道中3HB含量，调节肠道健康抑制各种慢性疾病，并提出了PHB未来的研究方向。（@RZN）
Cell子刊：肠道细菌代谢助攻宿主全身嘌呤稳态
Cell Host and Microbe[IF:31.316]
① 动脉粥样硬化负荷的变化部分是由肠道菌群驱动的，并与小鼠和人类的循环尿酸（UA）水平有关；② 鉴定出跨越多个门的肠道细菌分类群，包括芽孢杆菌门、梭杆菌门和假单胞菌门，它们可利用多种嘌呤，其中UA作为厌氧条件下的碳源和能源；③ 鉴定出广泛分布于肠道细菌中的一个编码厌氧嘌呤降解关键步骤的基因簇；④ 具有嘌呤降解的细菌定植无菌小鼠可调节小鼠肠道和全身中UA及其他嘌呤的水平。
Gut bacterial metabolism contributes to host global purine homeostasis
06-04, doi: 10.1016/j.chom.2023.05.011
【主编评语】影响宿主炎症性疾病进展的菌群及菌群途径尚不明确。近日，发表在Cell Host and Microbe上的这篇文章，发现肠道菌群是宿主全身嘌呤稳态和血清中UA水平的重要驱动因素，揭示肠道细菌对嘌呤的分解代谢影响肠道细菌健康机制。（@圆圈儿）
国内团队：肠道菌群参与体内有机砷的代谢和利用
Environmental Science & Technology[IF:11.357]
① 选择砷含量最高和最低的紫菜和海带各2种，喂食给正常小鼠和经抗生素处理的小鼠4周；② 紫菜对肠道菌群结构的影响大于海带，喂食其或海带的正常小鼠之间肠道菌群组成无差异；③ 紫菜有机砷口服生物利用度高于海带，其粪便和尿液中排出的总砷无显著差异，摄食其和海带会使砷在肠组织中积累；④ 紫菜磷酸盐砷糖可由胃肠道转化为砷甜菜碱，而海带磺酸盐砷糖则随粪便排出；⑤ 肠细胞可能作为有机砷运输的屏障，与肠道菌群互作，进而影响有机砷代谢。
Gut Microbiota Control the Bioavailability and Metabolism of Organoarsenicals of Seaweeds in Mice after Oral Ingestion
05-26, doi: 10.1021/acs.est.2c09167
【主编评语】食用海藻是人类摄入复杂有机砷的重要途径，包括砷糖和砷糖磷脂。然而，肠道菌群对体内砷糖代谢和生物利用度的影响是未知的。中国科学院城市环境研究所和南京大学合作在Environmental Science & Technology发表最新研究性文章，通过采用抗生素消减肠道菌群，揭示正常小鼠与肠道菌群破坏小鼠之间砷糖代谢的差异，明确肠道菌群对于体内有机砷代谢和利用的重要性。（@RZN）
绘制草药有机化合物对肠道细菌的调节作用
Pharmacological Research[IF:10.334]
① 系统筛选481种草本有机化合物（HOC）对47种代表性肠道细菌菌株的体外抑制，发现32%的HOC具有独特的抗共生活性；② 醌类具有较强的抗共生活性，而饱和脂肪酸具有较强的抑菌活性，黄酮类、苯丙素、萜类、三萜类、生物碱和酚类具有较弱的抗共生活性，而类固醇、糖类和糖苷类对菌株生长几乎没有影响；③ HOC对人类粪便微生物群谱的影响与其对细菌菌株的抗共生活性呈正相关；④ 姜黄素可通过调节肠道微生物群的组成和代谢功能来改善胰岛素抵抗。
Mapping the regulatory effects of herbal organic compounds on gut bacteria
05-26, doi: 10.1016/j.phrs.2023.106804
【主编评语】草本有机化合物 (HOCs) 是药用植物和一些中药(TCMs) 的具有生物活性的天然产物。最近，摄入一些生物利用度低的 HOC 与肠道微生物群的改变有关，但这种现象的程度仍不清楚。近日，中南大学张伟、黄卫华团队在Pharmacological Research上发表文章，系统地绘制了直接影响人类肠道细菌菌株的 HOC 的概况，为未来 HOC 与微生物群相互作用的研究提供了资源，并拓宽了我们通过肠道微生物群调节对天然产物利用的理解。（@圆圈儿）
肠道菌群紊乱不影响中风后肺部感染
Stroke[IF:10.17]
① 中风诱发淋巴细胞减少，机会主义共生菌广泛定植于肺和其他器官；② 中风后免疫抑制现象与肠上皮屏障抵抗力降低、肠道淋巴组织局部炎症转变（补体和NF-κB活化）、Tregs减少、肠道淋巴细胞向γδT细胞和Th1/Th17表型转移有关；③ 中风增加肝脏中的共轭胆汁酸，减少肠道中胆汁酸和短链脂肪酸；④ 中风促进肠道发酵厌氧菌减少，兼性厌氧菌肠杆菌科扩张；⑤ NF-κB抑制剂可消除中风引起的肠杆菌科过度生长，但不能阻止肠杆菌科在中风后肺部定植。
Poststroke Lung Infection by Opportunistic Commensal Bacteria Is Not Mediated by Their Expansion in the Gut Microbiota
05-25, doi: 10.1161/STROKEAHA.123.042755
【主编评语】呼吸道和尿路感染是严重脑卒中患者常见的并发症，在卒中相关感染患者中最常检测到的微生物是肠道典型的机会主义细菌，肠道菌群的易位和传播被认为是中风后感染的主要原因。近期发表于Stroke上的文章，研究了肠道生态失调和中风后感染的机制。结果表明，中风扰乱了体内平衡的神经-免疫-代谢网络，促进了肠道菌群中机会主义共生菌的繁殖。然而，这种细菌在肠道内的扩张并不介导中风后感染。（@RZN）
外源致龋病原体如何影响原生口腔菌群的结构和功能
Microbiome[IF:16.837]
① 相比浮游阶段，唾液生物膜中链球菌等物种的丰度和多样性降低，淀粉和蔗糖代谢增加；② 将变形链球菌（Sm）和/或白色念珠菌（Ca）添加到天然菌群中，导致其细菌组成发生显著变化；③ 外源病原体对菌群多样性和分类学丰度的影响因糖类型而异；④ 无论Sm和Ca单独还是组合存在，以及添加不同的糖，都会导致生物膜组成和功能发生独特的变化，但CaSm组合在蔗糖条件下引发的KEGG途径变化最为显著；⑤ 唾液生物膜内存在人类上皮细胞。
Addition of cariogenic pathogens to complex oral microflora drives significant changes in biofilm compositions and functionalities
06-01, doi: 10.1186/s40168-023-01561-7
【主编评语】龋齿是一种微生物和糖介导的生物膜依赖性口腔疾病，其中致龋菌变形链球菌和机会性真菌病原体白色念珠菌协同作用，在龋齿发展中发挥重要作用，然而目前尚不清楚其互作在疾病发病机制中的重要作用及调节斑块菌群组成的机制。近日，发表在Microbiome上的这篇文章，采用一种新型离体唾液微观世界生物膜模型评估外源性病原体如何影响原生口腔菌群的结构和功能特征，发现在复杂的口腔菌群中添加致龋病原体会导致生物膜组成和功能发生显著变化。（@圆圈儿）
口腔中发现有助于消除病原体且调节免疫的新分子——唾液分泌素10
PNAS[IF:12.779]
① 口腔共生唾液链球菌生物合成的唾液分泌素可抑制口腔病原体的生长，其中三种磷酸化类别被统称为唾液分泌素10（SALI-10）；② SALI-10对关键病原菌具有较强杀菌活性，同时维持促进健康的菌群存在；③ SALI-10具有促免疫功能，包括趋化中性粒细胞，启动中性粒细胞介导的吞噬作用，促进抗炎M2巨噬细胞极化，清除细胞碎片，防止进一步的炎症反应；④ SALI-10的N端区域有独特的磷酸化苏氨酸残基pThr4，使其具有促免疫功能；⑤ SALI-10为口腔特有的。
Discovery of phosphorylated lantibiotics with proimmune activity that regulate the oral microbiome
05-22, doi: 10.1073/pnas.2219392120
【主编评语】羊毛硫肽是由核糖体合成的翻译后修饰肽类，分子中含有特征性的羊毛硫氨酸桥环。具有抗菌活性的羊毛硫肽称为羊毛硫抗生素，其抗菌作用机制独特，靶标细菌不容易产生抗药性，是新抗生素药物研发的重要方向。PNAS最新研究发现，在口腔中存在一类以前未确定结构类别的羊毛硫抗生素，命名为唾液分泌素10，由口腔共生唾液链球菌产生，不仅能抑制上呼吸道病原体，还能具有影响中性粒细胞和巨噬细胞的免疫调节功能。唾液分泌素10的发现，为有效靶向传染性病原体的同时维持口腔微生态稳定提供新策略。（@RZN）
Nature子刊：宿主分泌的抗体诱导肠道寄生虫蓝氏贾第鞭毛虫发生抗原变异
Nature Communications[IF:17.694]
① 在体外和动物感染中，针对肠道寄生虫蓝氏贾第鞭毛虫的变异体特异性表面蛋白(VSP)的抗体无细胞毒性；② 可变表面抗原成为体液免疫反应的感受器，促进抗体导向的抗原相分离到低相膜微域；③ 抗体结合嗜酸性可变表面抗原引起的细胞膜机械应力，刺激抗原转换的同时，触发前抗原，立即清除为细胞外微泡；④ 抗体诱导VSP聚集成液体有序相膜微域，引发携带原始VSP的微囊泡大量释放，通过钙依赖性机制，转换为不同VSP的表达。
Antibodies to variable surface antigens induce antigenic variation in the intestinal parasite Giardia lamblia
05-03, doi: 10.1038/s41467-023-38317-8
【主编评语】大多数原生动物的基因组可编码变异表面抗原家族。在一些寄生微生物中，这些抗原表达的变化使寄生虫能够逃避宿主的免疫反应。原生动物寄生虫中的抗原变异是在表达抗原变异的细胞群中自发出现的，这些抗原变异逃避了抗体介导的细胞毒性。Nature Communications近期发表的文章，发现针对寄生虫蓝氏贾第鞭毛虫VSP的低浓度抗体刺激抗原转换和前一抗原释放到细胞外微泡中。这表明，抗原变异是宿主/寄生虫可调节的过程。（@章台柳）
感谢本期日报的创作者：mildbreeze，RZN，Sunflower，Jack Chen，DMG-Quasimodo，阿当