引言

《胃腸病學(xué)》(Gastroenterology)是美國胃腸病學(xué)會(American Gastroenterology Association，AGA)的官方雜志，是國際消化病學(xué)領(lǐng)域的頂級學(xué)術(shù)期刊，提供了胃腸病學(xué)基礎(chǔ)和臨床研究的最新和權(quán)威報道。首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京友誼醫(yī)院是國家消化系統(tǒng)疾病臨床醫(yī)學(xué)研究中心和消化健康全國重點實驗室依托單位，是AGA在中國唯一官方指定授權(quán)發(fā)布《胃腸病學(xué)》雜志翻譯的單位。

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第15期

高可溶性纖維飲食通過調(diào)節(jié)小鼠腸道微生物群及其代謝產(chǎn)物促進結(jié)直腸癌發(fā)生

通訊作者：

于君教授，香港中文大學(xué)消化疾病研究所，內(nèi)科及藥物治療學(xué)系，消化疾病研究國家重點實驗室，李嘉誠健康科學(xué)研究所，香港中文大學(xué)深圳研究院

王勇教授，中國人民解放軍陸軍軍醫(yī)大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院實驗動物學(xué)系

背景與目的

膳食纖維主要由腸道微生物發(fā)酵，但它們在結(jié)直腸癌(Colorectal cancer，CRC)中的作用尚不明確。本研究揭示了不同纖維與小鼠結(jié)直腸腫瘤發(fā)生之間的關(guān)系。

方法

以Apcmin/+小鼠和注射偶氮甲烷(Azoxymethane, AOM)的C57BL/6小鼠作為CRC小鼠模型，分別喂食混合高纖維飲食(20%可溶性纖維和20%不可溶性纖維)、高菊粉飲食、高瓜爾膠飲食、高纖維素飲食或不同劑量菊粉的飲食。無菌小鼠用于驗證實驗結(jié)果。分別采用鳥槍法宏基因組測序和液相色譜-質(zhì)譜法對糞便微生物群和代謝產(chǎn)物進行分析。

結(jié)果

混合高纖維飲食可促進AOM誘導(dǎo)小鼠和Apcmin/+小鼠結(jié)直腸腫瘤發(fā)生，增加了腫瘤數(shù)量和腫瘤負荷。抗生素的使用可消除混合高纖維飲食的致瘤作用，而移植混合高纖維飲食喂養(yǎng)小鼠的糞便可加速AOM誘導(dǎo)的無菌小鼠的腫瘤生長。因此，作者分別研究了可溶性和不可溶性纖維在CRC中的作用。研究結(jié)果表明，可溶性纖維菊粉或瓜爾膠，而非不溶性纖維，促進了AOM誘導(dǎo)小鼠和Apcmin/+小鼠的結(jié)直腸腫瘤發(fā)生。可溶性纖維誘導(dǎo)腸道菌群失調(diào)，單形擬桿菌富集，假長雙歧桿菌減少，同時伴有糞便丁酸和血清膽汁酸增加和肌苷減少。該研究還發(fā)現(xiàn)菊粉劑量與結(jié)直腸腫瘤的發(fā)生呈正相關(guān)。此外，在無菌小鼠中，移植高菊粉飲食喂養(yǎng)的小鼠糞便增加了結(jié)腸細胞增殖和癌基因的表達。

結(jié)論

高劑量可溶性(而非不可溶性)纖維通過調(diào)節(jié)小鼠腸道微生物群及其代謝產(chǎn)物，以劑量依賴性方式促進結(jié)直腸腫瘤的發(fā)生。

圖1. 圖文摘要

研究亮點和啟示

CRC的發(fā)生發(fā)展與腸道微生物群的改變密切相關(guān)。微生物群的組成容易受到多種環(huán)境因素的影響，尤其是日常食物攝入。膳食纖維作為蔬菜、水果中的主要成分之一，在維持腸道健康方面發(fā)揮著重要作用。既往研究表明，膳食纖維與CRC風(fēng)險降低相關(guān)。然而最近的研究中發(fā)現(xiàn)，膳食纖維與結(jié)直腸或肝臟腫瘤發(fā)生之間的潛在相關(guān)性。

在本研究中，作者利用多種小鼠模型驗證了不同類型和劑量的膳食纖維對CRC發(fā)展的影響。該文章首次報道了在AOM誘導(dǎo)小鼠和Apcmin/+ 小鼠CRC模型中，高混合膳食纖維飲食(20%可溶性纖維和20%不可溶性纖維)可促進結(jié)直腸腫瘤發(fā)生。研究還發(fā)現(xiàn)，使用抗生素可消除高纖維飲食的促腫瘤特征，而糞便微生物群移植可促進無菌小鼠的腫瘤生長，表明在高纖維飲食相關(guān)的結(jié)直腸腫瘤發(fā)生中，完整的腸道微生物群是必要的。另外，作者發(fā)現(xiàn)可溶性纖維菊粉和瓜爾膠，而非不溶性纖維，以劑量依賴性方式促進CRC的發(fā)展。

在機制上，高劑量的可溶性纖維誘導(dǎo)腸道菌群失調(diào)，導(dǎo)致益生菌假長雙歧桿菌及其代謝產(chǎn)物肌苷耗損，并伴有糞便丁酸和血清膽汁酸的增加，共同驅(qū)動小鼠結(jié)直腸腫瘤的發(fā)生。

飲食和腸道菌群調(diào)節(jié)有望成為預(yù)防和治療結(jié)直腸癌的有效策略。本研究提出假設(shè)，膳食中非常高的可溶性纖維攝入可能對結(jié)直腸癌高危人群有害。

譯者簡介

譯者：李文坤

醫(yī)學(xué)博士，首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京友誼醫(yī)院消化內(nèi)科主治醫(yī)師。主持首都醫(yī)科大學(xué)科校自然基金等科研課題，在國際、國內(nèi)學(xué)術(shù)期刊發(fā)表論文6篇。研究方向：結(jié)直腸腫瘤與外泌體研究、消化道早癌內(nèi)鏡與基礎(chǔ)研究。

審核：施海韻

醫(yī)學(xué)博士，首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京友誼醫(yī)院消化內(nèi)科副主任醫(yī)師，副教授，青年博導(dǎo)。北京醫(yī)學(xué)會消化病學(xué)分會腸道疾病專業(yè)副召集人，北京醫(yī)學(xué)會消化病學(xué)分會青年論壇副召集人。入選北京市優(yōu)秀青年人才、北京市科技新星計劃等多項人才計劃。主持國家自然科學(xué)基金、首都臨床特色應(yīng)用研究等多項科研課題。在國際、國內(nèi)學(xué)術(shù)期刊發(fā)表論文30余篇，多次在DDW、APDW等國際國內(nèi)學(xué)術(shù)會議做匯報交流并獲青年研究者獎。主要研究方向：炎癥性腸病、結(jié)直腸腫瘤與腸道微生態(tài)。

總審核：張澍田

主任醫(yī)師、教授、博士生導(dǎo)師，首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京友誼醫(yī)院院長，消化健康全國重點實驗室主任，國家消化系統(tǒng)疾病臨床醫(yī)學(xué)研究中心主任，國家臨床醫(yī)學(xué)協(xié)同研究創(chuàng)新聯(lián)盟秘書長，中國醫(yī)院協(xié)會第三、四屆副會長，中華醫(yī)學(xué)會消化內(nèi)鏡學(xué)分會第七屆主任委員，中華醫(yī)學(xué)會消化病學(xué)分會第九屆副主任委員，北京醫(yī)學(xué)會消化內(nèi)鏡學(xué)分會第六屆主任委員，北京醫(yī)學(xué)會消化病學(xué)分會第十屆主任委員，中國醫(yī)師協(xié)會消化醫(yī)師分會第四、五屆會長，亞太消化內(nèi)鏡學(xué)會第六、七屆委員，世界華人消化醫(yī)師協(xié)會第一屆會長，中華消化內(nèi)鏡雜志主編，中華消化雜志副主編，中華醫(yī)學(xué)雜志(英文版)副主編。

首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京友誼醫(yī)院消化中心簡介

首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京友誼醫(yī)院消化中心以食管、胃腸及肝膽胰腺疾病的內(nèi)鏡介入(微微創(chuàng))診斷與治療為特色，國內(nèi)領(lǐng)先、國際知名。是消化健康全國重點實驗室、國家消化系統(tǒng)疾病臨床醫(yī)學(xué)研究中心、國家重點臨床專科、北京市消化疾病中心。由消化一、二、三科、消化內(nèi)鏡中心(全球20家最卓越之一)和消化實驗室組成。共有醫(yī)生92人、科研人員12人、科研輔助人員15人、護士94人。現(xiàn)有病床150張，消化內(nèi)鏡中心總面積5400平方米，共有46個操作臺，其中ERCP6臺。實驗室總面積6000平方米。

西城院區(qū)：位于首都核心區(qū)(前門南、天壇西)

通州院區(qū)：位于北京城市副中心

順義院區(qū)：位于首都機場附近的后沙峪