Cell：腸道菌會改變抗癌藥物的活性

美國UCL大學領導的研究分析了線蟲中藥物和營養的微生物過程，該研究顯示癌症藥物的活性變化取決於生活在腸道內的細菌種類。這一發現凸顯了操縱腸道菌和飲食來改善癌症治療的潛在益處，以及了解個體間藥物效用差異的價值。

這篇研究文章發表在4月21的 cell上，通過一個新的高通量篩選方法，闡明了宿主之間複雜的關係，以及腸道微生物與藥物的作用。

研究人員回應媒體採訪

研究的領導者Filipe Cabreiro博士說：「大腸癌患者的治療效果差別很大。我們想知道這是否可能是由微生物改變身體如何處理藥物引起的。我們已經開發出了嚴格的體系，可用於在宿主和微生物中藥物相互作用的臨床前篩選，或為藥物遞送設計細菌進行革命性的治療。」

文章的第一作者Timothy Scott博士說：「我們忘記了我們體內存在著許多與食物和藥物相互作用的有機體。到目前為止，探索宿主、微生物和藥物之間的關係被證明是困難的。通常分離微生物的方法是不現實的，但運用我們現在開發的體內的方法，對於藥物活性如何獲得腸道微生物的支持或抑制，我們已經有了一些驚人的見解。」

線蟲是個理想的模式生物

研究小組開發了一種基於線蟲的篩選方法。線蟲通常在研究人類新陳代謝中被作為一個簡單的模型，因為它在進化上比人類簡單但其和微生物的關係和人類卻又有可比性。

他們通過改變細菌基因以及藥物種類和劑量，在線蟲中篩選了55000個不同的條件。然後利用計算機分析詳盡地分析了細菌的遺傳、飲食來源和化學物質對氟尿嘧啶影響的效果。氟尿嘧啶是大腸癌藥物的一個常見類型。

氟尿嘧啶類藥物通過阻止DNA的產生而作用，防止細胞以不受控制的方式分裂，這是癌細胞的典型特徵。它們通常以前體藥物的形式存在，這意味著需要肝臟將其分解成活性藥物。儘管氟尿嘧啶是一種常見的癌症治療藥物，但目前沒有普遍接受的劑量標準，光用遺傳學無法給出病人對藥物反應差異的解釋。

有些腸道菌增強大腸癌藥物的活性

在這項研究中的廣泛篩選用了三種不同的方法，證實細菌改變線蟲中的藥物活性。首先，一些細菌有助於將前體藥物轉化為活性藥物形式，增強藥物的活性；其次，細菌影響細胞的代謝環境，使其更容易發生藥物引導的細胞死亡。

研究小組還發現，如果不考慮宿主-微生物-藥物相互作用，癌症的聯合治療的成功可能是有限的。例如，他們發現抗糖尿病藥物二甲雙胍通過抑制細菌的積極行動，會減少氟尿嘧啶在線蟲中的效果。

Cabreiro博士得出的結論是：「我們在藥物是如何治療疾病方面，補上了一個關鍵的缺失成分——腸道菌。我們計劃在該領域深入研究，識別哪些微生物是負責在人體中的藥物活性起作用，並通過膳食補充劑的監管能對癌症的治療結果產生巨大影響。」

參考資料