探索膳食纤维对肠道微生物群和代谢物的作用机制 (MERLIN)

在 2018 年和 2019 年接受癌症放疗的所有患者中，有 28.6% 接受了盆腔恶性肿瘤治疗。 治愈肿瘤所需的放疗剂量通常会对周围的健康组织产生副作用，从而显着影响患者的生活质量。 放化疗是在放疗基础上加入化疗，通过使肿瘤放射增敏来提高肿瘤治愈率，但代价是正常组织效应恶化。 大多数 80 岁以上的患者无法耐受放化疗。 随着人口老龄化，临床上迫切需要寻找化放疗的替代方案。

在免疫疗法的应答者和非应答者以及放疗后经历不同程度毒性的患者中，已经发现肠道微生物群的组成和多样性存在差异。 这表明微生物群可用于预测、预防或治疗放射性肠病。 盆腔放疗患者常见的副作用是腹泻。 许多盆腔放疗患者接受一种称为欧车前壳（ispaghula husk 或 FybogelTM）的膳食纤维来控制他们的腹泻症状。 欧车前和菊粉等膳食纤维是水果、蔬菜、全谷物和豆类中发现的不易消化的碳水化合物。 它们被肠道细菌厌氧发酵，产生短链脂肪酸，包括乙酸盐、丙酸盐和丁酸盐。 SCFA 是饮食、微生物群和健康之间相互作用的主要参与者，具有抗炎和抗肿瘤发生的特性。

事实证明，大量摄入膳食纤维可减少常量营养素的消化和吸收，减少致癌物与肠腔的接触时间，从而降低患 2 型糖尿病、结肠癌和心血管疾病的风险。 越来越多的证据表明，在饮食中加入膳食纤维补充剂可以改变肿瘤对放疗的反应。 如果在人类中得到证实，这将是患者治疗的重大进步。

在结肠炎小鼠模型中，表现出与放疗引起的急性症状相似的急性症状，在饮食中添加欧车前可减少结肠炎症并保护肠道紧密连接。 这阻止了管腔炎症分子穿过肠壁。 在类似的模型系统中，欧车前通过微生物群依赖性和独立性机制降低了 C57BL/6 特定无病原体和无菌小鼠结肠炎的严重程度。

另一种膳食纤维菊糖在近端大肠中迅速发酵。 在这里，它选择性地增加了丁酸盐生产者普氏梭杆菌和双歧杆菌属的生长。双歧杆菌与抗肿瘤作用和增强的树突状细胞功能相关，导致肿瘤微环境中细胞毒性 T 细胞 (CD8+) 启动和积累增加。

研究人员在我们的小鼠研究中发现了有希望的初步数据，表明洋车前子和菊粉可增强肿瘤控制。 喂食 10% 菊糖饮食的免疫缺陷小鼠在接受 6 戈瑞 (Gy) 电离辐射后肿瘤控制得到改善。 与正常或低纤维饮食相比，免疫活性小鼠在接受欧车前加菊粉时显示出肿瘤生长延迟，伴随着细胞毒性 T 细胞的肿瘤浸润显着增加。 与低纤维饮食或单独使用车前子相比，车前子加菊粉还显着增加了 14 Gy 后肠道剩余的百分比。 洋车前子加菊粉的饮食也改善了肠道免疫力，尤其是 B 细胞。 此外，在小鼠膀胱癌细胞 UPPL 1591 衍生的同种异体移植物中，CD8+（细胞毒性）T 细胞对车前子和车前子加菊粉的评分高于车前子加抗性淀粉。 然而，与人类相比，近交系小鼠在基因上更相似，并且被饲养在受控的环境条件下，因此人类对膳食纤维干预的反应可能会表现出更多的变异性。

研究人员将研究一组人类参与者，以评估对菊粉和欧车前加菊粉的耐受性和反应，包括肠道副作用、微生物群的显着改变、血浆和粪便中的短链脂肪酸水平以及血浆炎症细胞因子。 研究人员还将调查是否可以从基线饮食信息和/或微生物活动（基于粪便 SCFA 测量）中识别研究中的反应者和非反应者，因为个人当前的饮食会影响他们对膳食纤维改性的反应。