我们肠道中的细菌在我们消化食物的方式中起着重要作用，我们吃的食物包括我们服用的口服药物。但肠道微生物组对药物的影响可能与对食物的影响不同，因为药物通常旨在针对身体中的特定组织或器官或过程。

加州大学旧金山分校微生物学和免疫学教授 Peter Turnbaugh 博士开始通过研究微生物组如何影响心脏药物地高辛来研究这种影响。现在，他的研究小组已将这一研究应用于更好地了解癌症化疗。

“我们想知道微生物组在抗癌药物的代谢中是否重要，这些药物对治疗结肠癌和其他类型的癌症至关重要，”Turnbaugh 说。“到目前为止，答案似乎是肯定的。”

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肠道微生物组如何影响癌症治疗?

我们肠道中的细菌与药物相互作用的概念至少可以追溯到 50 年前。研究人员已经知道，有时细菌可以通过改变药物对身体影响的方式代谢药物。在癌症方面，来自北卡罗来纳大学的 Matthew Redinbo 的开创性研究表明，肠道细菌可以在化疗药物伊立替康被宿主灭活后重新激活它，从而导致限制给药剂量的副作用。患者。

然而，微生物组在其他类型的癌症化疗中的更广泛作用仍不清楚，部分原因是方法学的限制。在过去十年左右的时间里，DNA 测序的进步，加上在试管和动物模型中操纵微生物组的方法，为更好地了解微生物组如何对药物活性产生影响奠定了基础。

你在学习中见过什么例子?

我的实验室最近发表了一项研究，研究微生物组如何影响称为氟嘧啶 (FPD) 的化疗药物的代谢，这种药物经常用于治疗结肠癌。这项工作由前博士后 Peter Spanogiannopoulos 和才华横溢的医学博士/博士领导。在加州大学旧金山分校海伦迪勒家庭综合癌症中心等合作者的帮助下，学生 Than Kyaw 得到了帮助。我们怀疑生活在肠道中的细菌可以在某些药物到达肿瘤之前拦截并使其失活。

我们知道这些 FPD 药物在肝脏中被一种特定的酶代谢。我们发现肠道中的多种细菌，包括大肠杆菌和其他常见的肠道细菌种类，会产生非常相似的酶，而这些细菌酶正在分解药物，将一种会主动杀死癌细胞的物质变成无活性的物质代谢物。

另一方面，我们还发现该药物的口服版本，在它变得活跃之前需要被代谢，也可以被相同的大肠杆菌菌株激活。所以，这里有相同的细菌菌株，可以促进这种药物的活化和失活。

哇，这里有很多复杂性。大多数人的肠道中有多少种不同的细菌和基因?

关于微生物组的有趣和令人生畏的事情之一是我们每个人都有一个非常不同的微生物组。我们的肠道中可能都有大肠杆菌，但我们可能有不同的菌株。某些细菌菌株之间的这些差异可能会导致在其基因组中发现的基因存在很大差异。所以，仅仅知道细菌的名称并不总是告诉你它能做什么。

人类肠道微生物组的遗传多样性比我们在人类基因组中看到的要大几个数量级。为了让您了解这些数字，请考虑一下：平均细菌菌株具有 3,000 到 5,000 个基因。相比之下，整个人类基因组有 20,000 到 30,000 个基因。所以，你只需要大约 10 种细菌就可以拥有比人类基因组更多的基因。大多数人的消化道中有数百种不同的物种。所以，数字变得相当大。

您是否认为将来癌症患者会在接受癌症治疗之前对其微生物组进行测序?

对癌细胞本身的基因组进行测序的想法非常成功。现在，医生可以查看原发性肿瘤的 DNA，找出突变是什么，并根据有关肿瘤的基因见解调整治疗计划。

之所以可行，是因为我们从研究哺乳动物细胞如何分裂以及细胞周期如何运作的人们那里获得了所有这些先前的文献。在微生物组方面，由于我们缺乏对大多数与人类相关的细菌的遗传见解，我们现在受到的限制要大得多。我们可以轻松地对微生物组进行测序，但我们现在面临的挑战是找出要研究的正确遗传标记。我们有一个信噪比问题，您可以测量数百万个不同的基因，现在我们需要以一种公正和系统的方式识别哪些基因告诉我们一些信息，哪些是我们想要追踪的.

目前，我们仍处于弄清楚微生物组如何以及为什么对包括癌症在内的多个疾病领域的药物如此重要的阶段。我希望像我们最近的研究这样的研究将激励其他人帮助解开这一切是如何运作的，并最终进行复杂的人类研究，让我们找到终极问题，即：如何使用微生物组来改善精准医疗?

关键词： 大肠杆菌 肠道细菌 加州大学