高纖維飲食可改善黑色素瘤患者對免疫療法的反應

高纖維飲食可改善黑色素瘤患者對免疫療法的反應

國家癌症研究所 (NCI) 癌症研究中心的研究人員領導的一項新研究表明,富含纖維的飲食可能會通過影響腸道微生物群來幫助一些接受黑色素瘤治療的人對免疫療法做出反應。健康研究所和德克薩斯大學 MD 安德森癌症中心。該研究的結果於 2021 年 12 月 24 日發表在《科學》雜志上,該研究分析了黑色素瘤患者和該疾病的小鼠模型。

在接受免疫檢查點阻滞劑免疫治療的晚期黑色素瘤患者中,每天至少攝入 20 克膳食纖維的患者存活時間最長,而沒有疾病進展。相比之下,益生菌補充劑的使用似乎在一定程度上降低了免疫檢查點阻滞劑方案的有效性。益生菌是活的微生物,通常作爲補充劑食用,以改善腸道健康。

NCI 癌症研究中心綜合癌症免疫學實驗室主任 Giorgio Trinchieri 醫學博士說:“數據表明,可以靶向腸道微生物群的組成並影響患者對免疫療法的反應能力。”該研究的共同負責人。“食用富含纖維的飲食,如水果、蔬菜和豆類,可以提高您對免疫療法的反應能力。”

使用免疫檢查點阻滞劑進行免疫治療有助於恢複免疫系統識别和殺死腫瘤細胞的天然能力。這些藥物對黑色素瘤具有變革性作用,可以改善某些晚期疾病患者的壽命,有時甚至可延長數年。然而,對於許多患者來說,免疫檢查點阻滞劑無法阻止他們的腫瘤生長。幾項研究表明,腸道細菌的組成可能會影響對免疫療法的反應。

“問題是,我們能否改變腸道細菌類型的組成,提高患者的反應能力?” 特林切裏博士說。

在之前的一項研究中,Trinchieri 博士和另一組不同的合作者表明,一些最初對免疫檢查點阻滞劑治療沒有反應的黑色素瘤患者在接受對藥物有反應的患者的糞便移植後确實有反應。他們總結說,糞便移植引入了不同的腸道細菌,有助於免疫細胞更容易侵入和殺死腫瘤。

“膳食纖維的攝入和益生菌補充劑的使用也已被證明會影響腸道細菌的組成。越來越多的癌症患者正在服用益生菌補充劑以改善他們的腸道健康,但人們對益生菌(基本上改變腸道細菌的生態)如何影響免疫治療反應知之甚少,”他說。

纖維攝入量與免疫治療反應之間的聯系也不清楚。然而,最近由同樣來自 NCI 癌症研究中心的 Romina Goldszmid 博士領導的一項研究表明,喂食富含果膠(蘋果中富含的一種纖維)的飲食的小鼠能夠通過激活免疫細胞和重編程腫瘤微環境。

在這項新研究中,Trinchieri 博士和該研究的共同負責人 Carrie R. Daniel 博士、公共衛生碩士和 Jennifer A. Wargo 醫學博士,來自德克薩斯大學 MD 安德森癌症中心,以及他們的合作者研究了這種成分使用免疫檢查點阻滞劑治療晚期黑色素瘤的患者的糞便微生物(腸道微生物群)、飲食習慣和益生菌補充劑的使用情況。

在已知膳食纖維攝入量的 128 名患者中,那些報告每天至少攝入 20 克膳食纖維(研究人員将其指定爲“足夠”用於本研究的數量)的患者在沒有癌症進展的情況下比那些沒有進展的患者活得更長攝入較少的膳食纖維。每日膳食纖維攝入量每增加 5 克,疾病進展的風險就會降低 30%。

研究人員還在黑色素瘤小鼠模型中研究了膳食纖維對抗 PD-1 藥物(一類免疫檢查點阻滞劑)治療反應的影響。爲了模拟黑色素瘤患者的不同飲食,他們給小鼠喂食富含纖維或低纖維的飲食,給小鼠注射黑色素瘤細胞,然後用抗 PD-1 療法治療小鼠。與給予低纖維飲食的小鼠相比,給予富含纖維飲食的小鼠在抗 PD-1 治療後延遲了腫瘤生長。

然後,研究人員在無菌小鼠(即腸道中沒有細菌的小鼠)身上重複了這些實驗。

“在無菌小鼠中,飲食對免疫治療反應沒有影響,”Trinchieri 博士說。“這表明飲食正在通過改變腸道微生物群的組成來影響對免疫檢查點治療的反應。”

Trinchieri 博士指出,膳食纖維發揮其有益作用的一種可能機制是通過增加腸道中的細菌類型,例如瘤胃球菌科,這些細菌會産生高水平的某些具有抗腫瘤作用的短鏈脂肪酸。

“在喂食高纖維飲食的小鼠中,我們确實看到其中一種短鏈脂肪酸丙酸有所增加,”Trinchieri 博士說。“此外,與對治療沒有反應的癌症患者相比,對免疫治療有反應的癌症患者的腸道微生物群中含有更多的瘤胃球菌科細菌。”

研究人員還研究了益生菌對黑色素瘤小鼠模型中腸道細菌的影響。喂食益生菌的小鼠對抗 PD-L1 藥物治療的反應降低,並且比對照小鼠發展出更大的腫瘤。進一步的分析表明,喂食益生菌的小鼠的腫瘤殺傷免疫細胞水平較低,這表明免疫反應減弱。

在人體研究中,近三分之一的患者報告說他們在過去一個月内服用了益生菌補充劑。盡管研究人員指出,患者使用的益生菌樣本量小且種類繁多,因此很難就益生菌的使用與免疫檢查點阻滞劑的反應之間的關聯得出明确的結論,但他們确實觀察到,攝入最高水平膳食纖維的患者沒有使用益生菌的存活時間最長。

“膳食纖維和益生菌對腸道微生物群的影響隻是大局的一部分,”Trinchieri 博士警告說。“許多因素會影響黑色素瘤患者對免疫療法的反應能力。然而,從這些數據來看,微生物群似乎是主導因素之一。數據還表明,接受免疫治療的癌症患者最好不要使用市售的益生菌。”

他指出,更大規模的研究是必要的,應該包括黑色素瘤以外的癌症。

關於癌症研究中心 (CCR): CCR 由近 250 個團隊組成,在 NCI 校内項目中進行基礎、轉化和臨床研究,這是一個支持旨在改善人類健康的創新科學的環境。CCR 的臨床項目位於 NIH 臨床中心——世界上最大的致力於臨床研究的醫院。有關 CCR 及其計劃的更多信息,請訪問ccr.cancer.gov。

關於美國國家癌症研究所 (NCI): NCI 領導國家癌症計劃和 NIH 的努力,通過對預防和癌症生物學的研究,開發新的幹預措施,大幅降低癌症的患病率並改善癌症患者及其家人的生活,以及新研究人員的培訓和指導。有關癌症的更多信息,請訪問 NCI 網站cancer.gov或致電NCI 聯絡中心癌症信息服務中心,電話1-800-4-CANCER (1-800-422-6237)。

關於美國國立衛生研究院 (NIH): NIH 是美國的醫學研究機構,包括 27 個研究所和中心,是美國衛生與公衆服務部的一個組成部分。NIH 是開展和支持基礎、臨床和轉化醫學研究的主要聯邦機構,正在調查常見和罕見疾病的病因、治療方法和治愈方法。有關 NIH 及其計劃的更多信息,請訪問nih.gov。

參考

Spencer CN、McQude JL、Gopalakrishnan V 等。膳食纖維和益生菌會影響腸道微生物群和黑色素瘤免疫治療反應。2021 年 12 月 24 日 。科學。DOI:10.1126/science.aaz7015。