多吃膳食纤维能助力免疫治疗?117例肺癌患者研究联合小鼠实验,共同指向肠道代谢物丁酸盐

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4天前

高于中位摄入组Faecalibacteriumprausnitzii等产丁酸菌富集,纤维摄入与其相对丰度正相关;移植高丁酸盐供体粪菌的小鼠肿瘤生长更慢、对PD-1应答更佳,受体鼠粪丁酸盐也更高,提示该功能可“随菌传递”(图4B-F)。

导语:免疫检查点抑制剂让非小细胞肺癌患者看到长期生存的希望,但多数患者最终仍会进展。如果改善疗效的钥匙不是药物治疗,而是饮食结构呢?一项结合三种小鼠肿瘤模型与117例患者队列的研究,把答案锁定在肠道代谢物丁酸盐上。

免疫检查点抑制剂疗效仍有天花板,

肠道菌群与饮食干预能否成为破局的关键变量

对于非小细胞肺癌(NSCLC)患者,免疫检查点抑制剂(ICI)虽已改写治疗格局,但多数患者最终仍难逃疾病进展。过去十年,肠道菌群被公认为ICI活性的重要决定因素:Akkermansiamuciniphila和Lachnospiraceae家族成员与ICI应答正相关,粪菌移植、益生菌等策略相继进入临床试验。而饮食习惯正是塑造肠道菌群最重要、也最具可推广性的因素。

在众多饮食干预中,纤维补充已在早期临床试验中展现可行性。黑色素瘤研究提示,充足的膳食纤维摄入(>20g/d)与更好的ICI应答相关,其机制指向细菌发酵产生的短链脂肪酸(SCFA),尤其是丁酸盐:它既能增强CD8⁺T细胞功能,又因高水平循环丁酸盐与αCTLA-4耐药相关而显得“亦正亦邪”。

关键在于,膳食纤维如何调节NSCLC患者的肠道菌群、能否影响ICI疗效,此前仍是空白;美国临床肿瘤学会指南也明确指出,目前尚无证据推荐任何饮食方案。2026年7月,Gut Microbes发表了一篇题为“Dietary intervention through bacterial-derived butyrate elicits anti-tumor activity and increases anti-PD-1 response”的文章,为这一空白提供了动物与临床的双重证据。

从三种小鼠肿瘤模型到117例肺癌患者队列,

逐层拆解膳食纤维与丁酸盐的抗癌效应

本研究是一项整合临床前动物实验与前瞻性临床队列的研究,旨在阐明膳食纤维、菌群代谢物与免疫治疗应答的关系。动物实验中,雌性C57BL/6小鼠分别接受标准饲料(含14.7%混合纤维)、含10%纤维素或10%菊粉的饲料,于肿瘤接种前2周开始喂养;随后皮下接种MCA-205、E0771或B16-OVA细胞,待肿瘤长至30~35 mm²后随机分组,腹腔注射αPD-1或同型对照。

代谢物干预方面,研究者将乙酸盐、丁酸盐或丙酸盐以100mM加入小鼠饮水,检验单一SCFA能否复制菊粉效应,并以抗CD8/抗CD4抗体清除验证关键效应细胞。检测手段覆盖流式细胞术、多重免疫荧光、16S rRNA测序、CD8⁺肿瘤浸润淋巴细胞(TIL)转录组测序及粪便SCFA质谱定量;体外则以健康人T细胞联合AhR激动剂与拮抗剂,探究丁酸盐调控归巢受体的机制。

临床部分纳入117例接受抗PD-1单药或联合化疗的晚期NSCLC患者,以47项食物频率问卷评估膳食摄入,RECIST 1.1标准评估疗效,Cox模型校正吸烟、ECOG评分、PD-L1表达等混杂因素,90例完成粪便宏基因组测序。研究者还将粪便丁酸盐高、低各3例患者的粪菌移植至抗生素预处理小鼠,检验菌群功能能否“随菌传递”。

菊粉与丁酸盐双双抑制肿瘤生长,

CD8⁺T细胞重编程成为免疫疗效的关键执行者

在MCA-205模型中,菊粉饮食较标准和纤维素饮食显著延缓肿瘤生长、降低肿瘤重量,并增强αPD-1抑瘤活性;菊粉联合αPD-1组肿瘤内CD8⁺T细胞增多,Ki67⁺增殖型与颗粒酶B⁺细胞毒性CD8⁺T细胞比例升高,调节性T细胞减少。

更引人注目的是一类肠道归巢表型T细胞。菊粉联合αPD-1增加肿瘤内CCR9⁺T细胞频率,CCR9⁺CXCR3⁺亚群在肿瘤和脾脏中同步富集,提示菌群代谢物或参与塑造T细胞迁移路径。菌群分析解释了来源:菊粉组Akkermansia、Alistipes和LachnospiraceaeUCG 006显著富集,粪便总SCFA及乙酸、丁酸、丙酸水平均升高。

菊粉的效应能否由单一代谢物复制?研究者将三种主要SCFA分别加入小鼠饮水:在MCA-205、E0771和B16-OVA三种模型中,唯有丁酸盐一致显著降低肿瘤体积;乙酸盐未显示抗肿瘤作用,丙酸盐仅在E0771模型中有效(图2A、B)。

注:(A)三种SCFA中仅丁酸盐在MCA-205、E0771、B16-OVA三种模型中一致降低肿瘤体积;(B)与饮水对照相比,丁酸盐补充组在三种模型中肿瘤体积均显著缩小。

图2 丁酸盐影响肠道菌群组成并增强抗肿瘤应答

在效应最显著的B16-OVA模型中,丁酸盐单药即可抑制肿瘤生长,与αPD-1联用产生叠加效应;清除实验给出了因果证据——清除CD8⁺T细胞后丁酸盐抑瘤作用完全消失,清除CD4⁺T细胞则不影响肿瘤控制(图3A、C)。

注:(A)丁酸盐联合αPD-1较单药产生叠加抗肿瘤效应;(C)清除CD8⁺T细胞后丁酸盐抑瘤作用消失,清除CD4⁺T细胞则无影响;(E-H)丁酸盐联合αPD-1重编程CD8⁺肿瘤浸润淋巴细胞,增殖、氧化磷酸化及干扰素-γ应答通路上调;(K)丁酸盐体外刺激升高人T细胞CCR9表达强度。

图3 丁酸盐重编程CD8⁺T细胞代谢与迁移,促进CD8依赖性抗肿瘤应答

转录组分析揭示了机制。在CD8⁺TIL中,丁酸盐联合αPD-1造就最大的独特差异基因集,提示丁酸盐特异性放大了CD8⁺TIL对αPD-1的应答;联合组细胞周期、氧化磷酸化与干扰素-γ应答通路上调,Mki67、Ifng、Prf1等基因高表达,归巢相关Ccr9、Itga4表达增加,体外1 mM丁酸盐也升高人T细胞CCR9表达强度(图3E-H)。

临床队列则给出一份“冷思考”。117例患者中位随访14个月,膳食纤维摄入与总生存(OS)、无进展生存(PFS)均无相关性;校正混杂后依然无关(OS:HR1.01,95%CI0.93~1.09,p=0.81;PFS:HR1.01,95%CI 0.95~1.08,p=0.73)。队列中位纤维摄入仅15.6g/d,59%~76%患者低于既往研究阈值(图4A)。

注:(A)117例NSCLC患者膳食纤维摄入与总生存无显著相关;(B-D)高于中位纤维摄入组F.prausnitzii等产丁酸菌富集,纤维摄入与其相对丰度正相关,蔗糖降解与色氨酸生物合成通路富集;(E、F)高丁酸盐供体粪菌移植减缓小鼠肿瘤生长并增强αPD-1疗效,受体小鼠粪便丁酸盐水平更高。

图4 纤维摄入与NSCLC患者临床结局无关,但与产丁酸菌富集相关

尽管与疗效无关,纤维摄入仍塑造了有益菌群。高于中位摄入组Faecalibacteriumprausnitzii等产丁酸菌富集,纤维摄入与其相对丰度正相关;移植高丁酸盐供体粪菌的小鼠肿瘤生长更慢、对αPD-1应答更佳,受体鼠粪丁酸盐也更高,提示该功能可“随菌传递”(图4B-F)。

结语

餐桌上的干预值得期待,但丁酸盐的抗癌因果链条仍需临床试验一锤定音。这项研究勾勒出清晰的上下游路径,即可发酵纤维在上游重塑菌群、升高SCFA,丁酸盐在下游重编程CD8⁺T细胞的增殖、代谢与迁移通路,增强αPD-1疗效。尽管队列中纤维摄入未见生存获益,或与患者整体摄入偏低有关,但作为首个评估NSCLC免疫治疗患者膳食摄入的研究,纤维与有益菌的关联依然成立。研究团队已发起随机临床试验(NCT05805319),目标是将患者每日纤维摄入逐步提升至25g以上——餐桌能否成为免疫治疗的“助力剂”,值得期待。

参考文献

LAÏFAOUI M, RICHARD C, HUNTER S, et al. Dietary intervention through bacterial-derived butyrate elicits anti-tumor activity and increases anti-PD-1 response. Gut Microbes. 2026;18(1):2699457. DOI:10.1080/19490976.2026.2699457.

ldquo;医学论坛网”发布医学领域研究成果和解读,供专业人员科研参考,不作为诊疗标准,使用需根据具体情况评估。

高于中位摄入组Faecalibacteriumprausnitzii等产丁酸菌富集,纤维摄入与其相对丰度正相关;移植高丁酸盐供体粪菌的小鼠肿瘤生长更慢、对PD-1应答更佳,受体鼠粪丁酸盐也更高,提示该功能可“随菌传递”(图4B-F)。

导语:免疫检查点抑制剂让非小细胞肺癌患者看到长期生存的希望,但多数患者最终仍会进展。如果改善疗效的钥匙不是药物治疗,而是饮食结构呢?一项结合三种小鼠肿瘤模型与117例患者队列的研究,把答案锁定在肠道代谢物丁酸盐上。

免疫检查点抑制剂疗效仍有天花板,

肠道菌群与饮食干预能否成为破局的关键变量

对于非小细胞肺癌(NSCLC)患者,免疫检查点抑制剂(ICI)虽已改写治疗格局,但多数患者最终仍难逃疾病进展。过去十年,肠道菌群被公认为ICI活性的重要决定因素:Akkermansiamuciniphila和Lachnospiraceae家族成员与ICI应答正相关,粪菌移植、益生菌等策略相继进入临床试验。而饮食习惯正是塑造肠道菌群最重要、也最具可推广性的因素。

在众多饮食干预中,纤维补充已在早期临床试验中展现可行性。黑色素瘤研究提示,充足的膳食纤维摄入(>20g/d)与更好的ICI应答相关,其机制指向细菌发酵产生的短链脂肪酸(SCFA),尤其是丁酸盐:它既能增强CD8⁺T细胞功能,又因高水平循环丁酸盐与αCTLA-4耐药相关而显得“亦正亦邪”。

关键在于,膳食纤维如何调节NSCLC患者的肠道菌群、能否影响ICI疗效,此前仍是空白;美国临床肿瘤学会指南也明确指出,目前尚无证据推荐任何饮食方案。2026年7月,Gut Microbes发表了一篇题为“Dietary intervention through bacterial-derived butyrate elicits anti-tumor activity and increases anti-PD-1 response”的文章,为这一空白提供了动物与临床的双重证据。

从三种小鼠肿瘤模型到117例肺癌患者队列,

逐层拆解膳食纤维与丁酸盐的抗癌效应

本研究是一项整合临床前动物实验与前瞻性临床队列的研究,旨在阐明膳食纤维、菌群代谢物与免疫治疗应答的关系。动物实验中,雌性C57BL/6小鼠分别接受标准饲料(含14.7%混合纤维)、含10%纤维素或10%菊粉的饲料,于肿瘤接种前2周开始喂养;随后皮下接种MCA-205、E0771或B16-OVA细胞,待肿瘤长至30~35 mm²后随机分组,腹腔注射αPD-1或同型对照。

代谢物干预方面,研究者将乙酸盐、丁酸盐或丙酸盐以100mM加入小鼠饮水,检验单一SCFA能否复制菊粉效应,并以抗CD8/抗CD4抗体清除验证关键效应细胞。检测手段覆盖流式细胞术、多重免疫荧光、16S rRNA测序、CD8⁺肿瘤浸润淋巴细胞(TIL)转录组测序及粪便SCFA质谱定量;体外则以健康人T细胞联合AhR激动剂与拮抗剂,探究丁酸盐调控归巢受体的机制。

临床部分纳入117例接受抗PD-1单药或联合化疗的晚期NSCLC患者,以47项食物频率问卷评估膳食摄入,RECIST 1.1标准评估疗效,Cox模型校正吸烟、ECOG评分、PD-L1表达等混杂因素,90例完成粪便宏基因组测序。研究者还将粪便丁酸盐高、低各3例患者的粪菌移植至抗生素预处理小鼠,检验菌群功能能否“随菌传递”。

菊粉与丁酸盐双双抑制肿瘤生长,

CD8⁺T细胞重编程成为免疫疗效的关键执行者

在MCA-205模型中,菊粉饮食较标准和纤维素饮食显著延缓肿瘤生长、降低肿瘤重量,并增强αPD-1抑瘤活性;菊粉联合αPD-1组肿瘤内CD8⁺T细胞增多,Ki67⁺增殖型与颗粒酶B⁺细胞毒性CD8⁺T细胞比例升高,调节性T细胞减少。

更引人注目的是一类肠道归巢表型T细胞。菊粉联合αPD-1增加肿瘤内CCR9⁺T细胞频率,CCR9⁺CXCR3⁺亚群在肿瘤和脾脏中同步富集,提示菌群代谢物或参与塑造T细胞迁移路径。菌群分析解释了来源:菊粉组Akkermansia、Alistipes和LachnospiraceaeUCG 006显著富集,粪便总SCFA及乙酸、丁酸、丙酸水平均升高。

菊粉的效应能否由单一代谢物复制?研究者将三种主要SCFA分别加入小鼠饮水:在MCA-205、E0771和B16-OVA三种模型中,唯有丁酸盐一致显著降低肿瘤体积;乙酸盐未显示抗肿瘤作用,丙酸盐仅在E0771模型中有效(图2A、B)。

注:(A)三种SCFA中仅丁酸盐在MCA-205、E0771、B16-OVA三种模型中一致降低肿瘤体积;(B)与饮水对照相比,丁酸盐补充组在三种模型中肿瘤体积均显著缩小。

图2 丁酸盐影响肠道菌群组成并增强抗肿瘤应答

在效应最显著的B16-OVA模型中,丁酸盐单药即可抑制肿瘤生长,与αPD-1联用产生叠加效应;清除实验给出了因果证据——清除CD8⁺T细胞后丁酸盐抑瘤作用完全消失,清除CD4⁺T细胞则不影响肿瘤控制(图3A、C)。

注:(A)丁酸盐联合αPD-1较单药产生叠加抗肿瘤效应;(C)清除CD8⁺T细胞后丁酸盐抑瘤作用消失,清除CD4⁺T细胞则无影响;(E-H)丁酸盐联合αPD-1重编程CD8⁺肿瘤浸润淋巴细胞,增殖、氧化磷酸化及干扰素-γ应答通路上调;(K)丁酸盐体外刺激升高人T细胞CCR9表达强度。

图3 丁酸盐重编程CD8⁺T细胞代谢与迁移,促进CD8依赖性抗肿瘤应答

转录组分析揭示了机制。在CD8⁺TIL中,丁酸盐联合αPD-1造就最大的独特差异基因集,提示丁酸盐特异性放大了CD8⁺TIL对αPD-1的应答;联合组细胞周期、氧化磷酸化与干扰素-γ应答通路上调,Mki67、Ifng、Prf1等基因高表达,归巢相关Ccr9、Itga4表达增加,体外1 mM丁酸盐也升高人T细胞CCR9表达强度(图3E-H)。

临床队列则给出一份“冷思考”。117例患者中位随访14个月,膳食纤维摄入与总生存(OS)、无进展生存(PFS)均无相关性;校正混杂后依然无关(OS:HR1.01,95%CI0.93~1.09,p=0.81;PFS:HR1.01,95%CI 0.95~1.08,p=0.73)。队列中位纤维摄入仅15.6g/d,59%~76%患者低于既往研究阈值(图4A)。

注:(A)117例NSCLC患者膳食纤维摄入与总生存无显著相关;(B-D)高于中位纤维摄入组F.prausnitzii等产丁酸菌富集,纤维摄入与其相对丰度正相关,蔗糖降解与色氨酸生物合成通路富集;(E、F)高丁酸盐供体粪菌移植减缓小鼠肿瘤生长并增强αPD-1疗效,受体小鼠粪便丁酸盐水平更高。

图4 纤维摄入与NSCLC患者临床结局无关,但与产丁酸菌富集相关

尽管与疗效无关,纤维摄入仍塑造了有益菌群。高于中位摄入组Faecalibacteriumprausnitzii等产丁酸菌富集,纤维摄入与其相对丰度正相关;移植高丁酸盐供体粪菌的小鼠肿瘤生长更慢、对αPD-1应答更佳,受体鼠粪丁酸盐也更高,提示该功能可“随菌传递”(图4B-F)。

结语

餐桌上的干预值得期待,但丁酸盐的抗癌因果链条仍需临床试验一锤定音。这项研究勾勒出清晰的上下游路径,即可发酵纤维在上游重塑菌群、升高SCFA,丁酸盐在下游重编程CD8⁺T细胞的增殖、代谢与迁移通路,增强αPD-1疗效。尽管队列中纤维摄入未见生存获益,或与患者整体摄入偏低有关,但作为首个评估NSCLC免疫治疗患者膳食摄入的研究,纤维与有益菌的关联依然成立。研究团队已发起随机临床试验(NCT05805319),目标是将患者每日纤维摄入逐步提升至25g以上——餐桌能否成为免疫治疗的“助力剂”,值得期待。

参考文献

LAÏFAOUI M, RICHARD C, HUNTER S, et al. Dietary intervention through bacterial-derived butyrate elicits anti-tumor activity and increases anti-PD-1 response. Gut Microbes. 2026;18(1):2699457. DOI:10.1080/19490976.2026.2699457.

ldquo;医学论坛网”发布医学领域研究成果和解读,供专业人员科研参考,不作为诊疗标准,使用需根据具体情况评估。

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