年1月8日，来自新南威尔士大学的AmanyZekry团队为我们带来了肠道菌群与肝细胞癌(HCC)相关的新研究成果，揭示了肠道菌群在NAFLD-HCC(非酒精性脂肪肝相关肝细胞癌)中具有调节其外周免疫应答反应的作用，肠道菌群失调诱导免疫抑制表型的产生。研究结果以“Gutmicrobiotaimpactontheperipheralimmuneresponseinnon-alcoholicfattyliverdiseaserelatedhepatocellularcarcinoma”为题，发表在Nature子刊《NatureCommunications》上，IF：12.。研究背景
肝细胞癌(HCC)是全球癌症相关死亡的第四大原因，而肥胖和II型糖尿病的全球大流行使NAFLD所致肝硬化成为全球最常见的肝病，肝硬化是HCC发展的关键，因此，NAFLD相关HCC(NAFLD-HCC)是HCC的主要原因。动物研究表明肠道菌群及其代谢物通过与外周和肝内炎症和免疫应答相关的各种机制参与HCC发病机制，肠道菌群可以直接和通过代谢物(包括短链脂肪酸，SCFA)调节T细胞免疫，SCFA具有重要的免疫调节功能。调节性T细胞(Tregs)，是抑制宿主抗肿瘤免疫的细胞，在HCC患者外周血中增加，能损害细胞*性CD8+T细胞功能，并与肿瘤进展相关。
研究结果
外周血免疫细胞定量
对招募的90例受试者(32例NAFLD-HCC、28例NAFLD-肝硬化和30例非NAFLD对照)进行外周血免疫细胞定量，发现基线时，NAFLD-HCC受试者的调节性T细胞(Tregs:CD3+CD4+CD25+Foxp3+)百分比高于NAFLD-肝硬化和非NAFLD对照(P0.)，而CD8+T细胞(CD3+CD8+)百分比较低(P=0.)，表明NAFLD-HCC的受试者在基线时有外周免疫抑制。
肠道菌群测序
对受试者的粪便样品进行基因组测序，发现NAFLD-HCC和NAFLD-肝硬化与非NAFLD对照相比存在菌群失调。在门、科、种水平上进行分析，发现Bacteroidescaecimuris和Veillonellaparvula在NAFLD-HCC中均显著富集，且为具有免疫调节能力的短链脂肪酸(SCFA)生产者。
NAFLD-HCC合成SCFA的细菌基因表征
检测受试者粪便中合成SCFA的细菌基因丰度，发现丙酮酸羧化酶(pycA)、部分与醋酸盐合成（磷酸盐乙酰转移酶，pta）和丁酸/乙酰磷酸盐合成（磷酸盐丁酰转移酶，ptb）相关的基因、丙酸盐合成途径中的富马酸还原酶(frd)和琥珀酸-CoA合成酶(sucC)在NAFLD-HCC中均过表达，表明合成短链脂肪酸(SCFA)的基因丰度增加。
NAFLD-HCC受试者粪便和血清中SCFA及其中间体浓度升高
对受试者粪便和血清样本进行代谢组学检测SCFAs及其中间体浓度，发现NAFLD-HCC粪便中草酰乙酸和乙酰磷酸盐(SCFA中间体)含量显著升高，醋酸盐、丁酸盐和甲酸盐(关键SCFA)水平升高，血清中丁酸盐和丙酸盐(关键SCFA)水平升高，表明SCFA及其中间体浓度升高具有NAFLD-HCC特异性。
离体细胞培养模型检测
检测受试者细菌提取物(BE)对外周血单核细胞(PBMC)离体培养模型的免疫反应的影响，发现NAFLD-HCC受试者的BE诱导Tregs扩增，其效应物为IL-10+，减弱了总CD8+T细胞的扩增，此外还减弱了抗原递呈细胞(单核细胞、B细胞)的扩增。
NAFLD-HCC患者的细菌提取物(BE)改变了促/抗炎细胞因子环境
检测加入受试者BE后的促/抗炎细胞因子(IL-2、IL-12(p70)、IL-4、IL-6、IL-10)，发现NAFLD-HCC受试者的BE抑制了促炎性细胞因子的产生并诱导抗炎性细胞因子增加。
相关性分析
对NAFLD-HCC富集物种的丰度、粪便代谢物的浓度与我们离体模型中引起的T细胞反应之间的关系进行分析，B.caecimuris、B.xylanisolvens和C.bolteae与效应IL-10+Tregs呈正相关，B.caecimuris和B.xylanisolvens与CD8+T细胞呈负相关，此外，丁酸盐和Treg、效应IL-10+Treg呈正相关，和细胞*性CD8+T细胞之间呈负相关，显著相关性与我们观察到的实验结果一致。
研究结论
肠道菌群及其代谢产物被认为是肝脏疾病进展和HCC发生的辅因子，采用宏基因组和代谢组学研究来描述非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)相关肝硬化、伴或不伴HCC患者的肠道菌群，并在离体模型中评价其对外周免疫应答的影响。发现患者微生物群的组成和功能随HCC发展而发生变化，NAFLD-HCC中微生物群的基因功能支持短链脂肪酸生成，代谢组学研究证实了这一点。离体研究表明，NAFLD-HCC微生物群的细菌提取物可引起T细胞免疫抑制表型，其特征为调节性T细胞扩增和CD8+T细胞衰减。NAFLD-HCC中的肠道菌群具有独特的微生物组/代谢组学特征，并且可以调节外周免疫应答。
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