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“化疗脑”是啥?竟与癌症幸存者的肠道细菌有关
2019-11-14        来源:知几未来研究院        作者:

        研究名称:Chemotherapy-induced neuroinflammation is associated with disrupted colonic and bacterial homeostasis in female mice

        期刊:Scientific Reports

        发表时间:2019年11月11日

        IF:4.011

        DOI:10.1038/s41598-019-52893-0

        你听说过癌症幸存者的“化疗脑”吗?

        化疗脑(chemo brain),也被称为“化疗后认知异常”,属于癌症化疗后的一种副作用,常见于接受乳癌、卵巢癌、前列腺癌及其他生殖系统癌症治疗的患者。

        有研究显示,大约2-3成接受化疗的患癌人群,在之后的生活中会出现记忆、说话流畅和其他认知功能方面的变化。许多幸存者报告说,在执行多线程任务、理解和记忆等方面出现困难,非常影响生活品质。

        另一方面,“化疗脑”的持续时间、影响程度不一,机制也不明确,所以仍未有好的应对方法。

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        今日,俄亥俄州立大学的科学家们刊登于《科学报告》杂志的一则研究表明,在接受紫杉醇化疗的雌性小鼠中,他们发现:

        化疗影响了肠道内的微生物和肠道内壁——而这两种变化都会引起周围组织的炎症,从而产生促进大脑炎症的信号。而大脑炎症是导致疲劳、体重减轻、认知障碍的已知因素。

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        这是第一次有人研究肠道症状与化疗脑之间是否存在联系。

        对这些联系的确认,将为应对化疗副作用(比如“化疗脑”、恶心、腹泻)打开大门。研究人员认为,针对肠道微生物群的治疗策略(如饮食/益生元/益生菌),或将减轻化疗对肠道完整性的有害影响,减轻癌症化疗的副作用。

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        我们已经知道,肠道菌群可直接或间接地向大脑发送生物信号,从而影响中枢神经系统的稳态、行为和情绪。

        此外,肠道微生物组的变化,与全身炎症和神经免疫功能的变化也有关联。啮齿动物模型已经证实,循环细胞因子升高和神经炎症与癌症患者的认知障碍、疲劳和情绪障碍之间的因果关系。

        在这些既有的发现基础之上,俄亥俄州立大学的科学家们,再一次将研究焦点放在了“微生物-肠-脑轴”。

        在他们所进行的这项实验中,雌性小鼠接受6次紫杉醇化疗药物注射,而对照组小鼠接受安慰剂。总的来说,他们发现接受化疗的动物的内脏、血液和大脑都受到了影响:

        与对照组相比,化疗组小鼠体重减轻,出现疲劳、认知障碍,记忆力也出现下降;

        小鼠的神经炎症标志物增加;

        肠道微生物群中的细菌组合发生了变化。化疗降低了粪便细菌的多样性,增加了乳酸杆菌Lactobacillus的相对丰度;

        紫杉醇降低了多种对结肠健康非常重要的细菌类群的相对丰度,比如已知的丁酸产生菌的相对丰度,包括Roseburia, Eubacterium 和 Erysipelotrichaceae菌;

        结肠内的组织也变得异常扩张(脾脏质量增加、结肠长度和质量增加)。

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        研究人员认为,所有这些生理变化都紧密连接:接受紫杉醇和铂联合化疗的癌症患者,胃肠道通透性增加(相较基线),导致了一些细菌进入循环系统,并触发了免疫系统的攻击。当大脑通过血液和神经信号检测到这些攻击时,就以炎症的形式作出对应反馈。

        Pyter的研究小组测试了所有数据的关联性,发现:其中,肠道微生物和结肠内膜的变化,与大脑中免疫细胞(小胶质细胞)的激活之间的关联性最强。

        虽然紫杉醇导致远端肠道微生物群的变化(细菌的相对丰度与结肠内的位置高度相关,Lachnospiraceae的减少与结肠质量的增加有关),但结肠的组织学变化(例如结肠质量和隐窝深度增加,Tnf表达减少)和外周炎症(脾脏质量),比肠道微生物群更能预测脑内小胶质细胞的活化程度。

        在癌症领域中,鲜有关于肠道微生物在行为共病中的因果作用的证实。

        但Pyter等人的研究表明,尽管化疗与结肠细菌的变化高度相关,但细菌的单个分类群与脑内小胶质细胞免疫反应性之间只有一种联系:在紫杉醇治疗的小鼠中较高的 Ruminiclostridium菌与小胶质细胞染色增加显著相关。

        “Ruminiclostridium菌是一种严格的厌氧菌,以其对纤维素的分解活性而闻名。虽然它们对宿主生理学的影响尚未被广泛研究,但我们的研究表明,Ruminiclostridium菌可能在肠-脑轴中起作用”,研究人员写道。

        需要更多的研究来进一步了解化学修饰的肠道如何影响大脑,从而对行为产生影响。

        研究人员表示,他们正在继续进行小鼠研究,以测试两者之间的关系,并在乳腺癌患者中进行一项平行的临床试验。

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