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肠道菌群稳定性与放疗相关性肺炎的关联研究:非小细胞肺癌患者化疗放疗期间微生物稳态的临床意义
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年08月02日 来源:iScience 4.1
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本研究针对非小细胞肺癌(NSCLC)患者化疗放疗(CCRT)期间肠道菌群稳定性与放疗相关性肺炎(RP)的关联展开深入探索。研究人员通过μSTASIS算法量化纵向样本的微生物稳定性(mS评分),发现高稳定性菌群患者RP风险显著降低(p=0.035),并鉴定Faecalibacterium为关键预测菌属(p=0.040)。该研究为通过微生物干预降低放疗毒性提供了新靶点。
在肿瘤治疗领域,放疗作为非小细胞肺癌(NSCLC)的重要治疗手段,却面临着一个棘手的并发症——约30%-40%患者会出现放疗相关性肺炎(Radiation Pneumonitis, RP),这种炎症反应严重影响治疗效果和生活质量。传统研究多聚焦于物理剂量参数优化,但近年来,人体"第二基因组"肠道菌群与放射损伤的关联逐渐浮出水面。动物实验已证实肠道微生物能调控肺部放射损伤,但临床证据链始终存在缺口,特别是治疗期间菌群动态变化与RP的关联机制尚未阐明。
针对这一科学问题,广东省科学院微生物研究所联合中山大学肿瘤防治中心的研究团队开展了一项创新性临床研究。他们收集了17例接受同步放化疗(CCRT)的NSCLC患者四个时间点(T0-T3)的粪便样本,采用shotgun宏基因组测序结合新型μSTASIS算法,首次量化了治疗期间肠道菌群的动态稳定性,并发现微生物稳态与RP发生风险存在显著负相关。这项突破性成果发表于《iScience》杂志,为肿瘤放射治疗的毒性管理提供了全新视角。
研究团队运用三项关键技术:1) 纵向队列设计,采集CCRT治疗前(T0)、首程治疗后(T1)、增量放疗前(T2)和治疗后(T3)的粪便样本;2) shotgun宏基因组测序结合μSTASIS算法计算微生物稳定性评分(mS score);3) LEfSe分析鉴定与稳定性相关的特征菌种。通过比较10例G2+RP患者与7例G0RP患者的微生物特征,揭示了菌群稳态的临床预测价值。
NSCLC患者 undergoing CCRT 期间肠道菌群稳定性动态变化
研究发现肠道菌群在T1_T2阶段(首程放疗后)稳定性显著降低(mS=0.10),反映40Gy剂量累积对微生物群的扰动效应。有趣的是,部分患者能在增量放疗阶段(T2_T3)恢复稳态(mS=0.38),这种恢复能力与RP风险密切相关。PCoA分析直观显示,高稳定性(HS)患者的样本点呈聚集分布,而低稳定性(LS)患者则呈现离散模式。

微生物稳态与RP风险的负相关性
多因素分析证实,T2_T3阶段的mS评分是G2+RP的独立预测因子(OR=0.014,p=0.048)。HS组(9例)RP发生率显著低于LS组(8例)(33.3% vs 87.5%,p=0.050)。特别值得注意的是,能恢复T2_T3稳定性的患者mS评分中位数达0.91,而持续性紊乱患者仅0.25(p=0.033),提示治疗中后期菌群恢复能力的关键作用。
Faecalibacterium prausnitzii 的稳态调控作用
通过益生菌特征分析发现,HS组显著富集产丁酸盐的Faecalibacterium(p=0.030)和Stenotrophomonas(p=0.045)。基线期Faecalibacterium丰度≥6.115(log值)的患者,获得高稳定性的几率增加10.5倍(p=0.040)。该菌通过维持上皮屏障完整性和抗炎作用,可能帮助宿主抵抗放疗引起的微生物紊乱。
这项研究开创性地建立了肠道菌群稳定性与RP风险的临床关联,提出了"微生物稳态"作为新型生物标志物的概念。研究发现CCRT治疗过程中存在关键的"微生物脆弱窗口期"(T1_T2),而后续恢复能力决定RP风险。更具有重要意义的是,鉴定出Faecalibacterium prausnitzii作为潜在的益生菌干预靶点,为通过微生物调控降低放疗毒性提供了直接依据。当前研究局限性在于样本量较小,未来需要扩大队列验证,并探索菌群-代谢物-免疫轴的具体作用机制。从临床转化角度看,该成果提示在放疗关键时间窗进行微生物监测和干预(如特定益生菌补充)可能成为个性化支持治疗的新策略。
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