非小細胞肺癌患者化療前后腸道微生態菌群多樣性變化及其與預后的相關性

印滇， 楊莉， 王以浪， 曹莉莉

(南通市第一人民醫院 & 南通大學第二附屬醫院 腫瘤科， 江蘇 南通 226001)

非小細胞肺癌(non-small celllung cancer,NSCLC)是肺癌的一種類型，多發于老年人，嚴重威脅著患者的生命健康和安全，研究NSCLC的預后相關因素具有重要的臨床意義[1-3]。腸道微生態菌群是人體內最復雜的微生物系統，參與機體物質代謝過程，腸道菌群失調可能導致疾病的發生[4-6]。研究發現[7]，腸道菌群可能影響部分惡性腫瘤的發病，與腫瘤關系密切，當腸道菌群失調時，腸道對致病菌、條件致病菌的拮抗作用減弱，導致致病菌數量、種類增加以及構成比變化，使腸道黏膜出現炎癥與損傷，促使化療引起的消化道上皮杯狀細胞進一步減少、腸道菌群營養失衡引發異常修復，最終可致胃腸道腫瘤形成[8]。產丁酸菌作為腸道內菌群的一種，報道認為產生的丁酸鹽可進入腫瘤細胞的細胞核內影響腫瘤細胞DNA的復制和轉錄，在腫瘤的發生發展中有一定作用[9]，研究發現肺癌患者的腸道產丁酸菌明顯少于健康人群[10]。關于腸道菌群的多樣性變化對化療患者的預后影響較少有相關報道，本研究旨在探討腸道微生態菌群多樣性變化與NSCLC患者化療預后的相關性，現報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2017年5月—2019年5月確診的NSCLC患者40例。納入標準：經病理檢查確診為NSCLC；首次進行化療，方案為順鉑、培美曲塞聯合化療；所有患者腸道微生態菌群標本采集前均未接受過手術或放化療治療；所有患者因基因不匹配或經濟等原因未選擇免疫治療或靶向治療。排除標準：(1)合并冠心病、糖尿病、高血壓等疾病；(2)合并消化系統手術史；(3)合并細菌性肺炎、膽囊炎、胃腸炎等感染性疾病；(4)入組前21 d內使用抗生素、腸道微生態制劑、口服通便藥等。40例NSCLC患者，男25例、女15例，年齡47～75歲、平均(60.16±14.23)歲；病理類型，腺癌21例、鱗癌13例、鱗腺癌6例；臨床分期，Ⅰ期22例、Ⅱ期15例、Ⅲ期3例。另選擇同時期健康體檢者40例為對照組，男23例、女17例，年齡49～76歲、平均(62.05±15.27)歲，均排除惡性腫瘤、高血壓、糖尿病、冠心病以及血脂異常者。

1.2 方法

1.2.1治療方法 所有患者采取培美曲塞聯合順鉑的化療方案：化療前1 d開始口服地塞米松，4 mg/次，2次/d，連續3 d；化療當天予以生理鹽水100 mL+培美曲塞(500 mg/m2)靜滴，10 min以上，5%葡萄糖溶液500 mL+順鉑(75 mg/m2)靜滴4 h；3周為1個療程。

1.2.2檢測方法 對照組采集新鮮糞便1次，NSCLC患者采集新鮮糞便兩次(化療前1 d和化療后第3 天各1次)，糞便分別置入采集管中[含有脫氧核糖核酸(deoxyribonucleic acid,DNA)穩定劑]，分裝至EP管中，保存于-80 ℃的冰箱中備用；提取所有樣本菌群DNA，進行定量聚合酶鏈反應(quantitative PCR,Q-PCR)檢測，統計分析腸道中微生物的種類以及相對豐度，記錄微生物多樣性。檢測產丁酸菌(普拉梭菌、Atopobiumcluster-specificprimes、柔嫩梭菌、Roseburiaspp. andE.rectale、梭菌組1、ClusterⅣRuminococcusspp、ClostridialclusterⅩⅣa、直腸真桿菌)表達水平，因數據差異過大本研究取對數值進行比較。

1.3 觀察指標

(1)比較NSCLC組與對照組腸道產丁酸菌差異。(2)比較NSCLC患者化療前后腸道產丁酸菌差異。(3)比較NSCLC患者化療前后腸道菌群的豐富度(R=s，s為物種數目)、多樣性指數[D=1-Σ(ni/N)2，Σ上面是S,Σ下面是i=1，S為物種數目，ni表示第i個物種的個體數，N為所有物種的個體總數]。(4)開始化療后隨訪1年，記錄患者生存情況，分析化療前后腸道菌群的豐富度、多樣性指數變化與預后的相關性。

1.4 統計學方法

2 結果

2.1 一般資料

納入符合研究標準的NSCLC患者45例，因化療不耐受或其他原因中途退出研究5例，實際完成入組40例。NSCLC組與對照組一般資料比較，差異無統計學意義(P>0.05)。見表1。

表1 NSCLC組與對照組一般資料比較Tab.1 Comparison of general data between NSCLC group and control group

2.2 腸道產丁酸菌表達水平

NSCLC組患者糞便中普拉梭菌、Atopobiumcluster-specificprimes、柔嫩梭菌、Roseburiaspp.andE.rectale、梭菌組1、ClusterⅣRuminococcusspp、ClostridialclusterⅩⅣa、直腸真桿菌表達均低于對照組，差異具有統計學意義(P<0.05)。見表2。

表2 兩組受試者的腸道產丁酸菌表達水平比較Tab.2 Expression level of intestinal butyrate-produced

2.3 NSCLC患者化療前后腸道產丁酸菌表達水平比較

化療后，NSCLC組患者糞便中普拉梭菌、Atopobiumcluster-specificprimes、柔嫩梭菌、Roseburiaspp.andE.rectale、梭菌組1、ClusterⅣRuminococcusspp、ClostridialclusterⅩⅣa、直腸真桿菌的表達均低于化療前(P<0.05)。見表3。

表3 NSCLC組患者化療前后腸道產丁酸菌表達水平比較Tab.3 Expression of intestinal butyrate-produced bacteria in patients with NSCLC before and

2.4 NSCLC患者化療前后腸道菌群豐富度、多樣性指數

NSCLC患者化療后腸道菌群豐富度、多樣性指數低于化療前，差異有統計學意義(P<0.05)。見表4。

表4 NSCLC患者化療前后腸道菌群豐富度及多樣性指數Tab.4 Changes of intestinal flora in patients with NSCLC before and after

2.5 NSCLC患者腸道菌群變化與預后的相關性

化療后1年隨訪，12例患者死亡，28例患者存活。豐富度和多樣性指數降低的患者1年后死亡的比例更大Pearson相關性分析結果顯示，化療前后腸道菌群的豐富度和多樣性指數變化與預后有相關性(r=0.214、0.302，P<0.05)。見表5。

表5 NSCLC患者腸道菌群變化與預后的相關性Tab.5 Correlation between intestinal flora changes and prognosis in patients with NSCLC

3 討論

腸道菌群主要通過代謝、營養吸收、參與免疫應答等機制參與調節機體平衡，在人體健康狀態下處于動態平衡狀態，但機體處于中毒或受到其他惡性環境刺激時，可引起菌群失調，進而使人體的代謝及免疫平衡紊亂[11-13]。產丁酸菌作為一種益生菌，其作用是抑制有害細菌生長、促進營養物質吸收以及協同乳酸桿菌改善腸道功能[14-15]。產丁酸菌在組蛋白的乙酰化和去乙酰化進程中的發揮重要作用，可通過腸道內的代謝產物丁酸調控去乙酰化酶活性，進而對細胞周期、基因轉錄、DNA復制等生理過程產生影響[16-17]。此外，丁酸可通過下調結腸癌細胞的癌基因表達抑制細胞增生，也可下調環氧化酶表達來抑制腸微血管生成，提示腸道產丁酸菌有抑制腫瘤生長的作用[18-19]。

本研究對NSCLC患者和健康人的腸道產丁酸菌表達情況進行了檢測，結果顯示，NSCLC組普拉梭菌、Atopobiumcluster-specificprimes、柔嫩梭菌、Roseburiaspp.andE.rectale、梭菌組1、ClusterⅣRuminococcusspp、ClostridialclusterⅩⅣa、直腸真桿菌表達低于對照組，表明NSCLC患者存在腸道菌群紊亂。化療是治療NSCLC的主要手段之一，但藥物在治療過程中會損傷機體正常的組織機構，因此患者發生院內感染、骨髓抑制等并發癥的概率較高，不利于預后[20-21]。本研究對患者化療前后腸道菌群的變化進行了探討，發現NSCLC患者化療后普拉梭菌、Atopobiumcluster-specificprimes、柔嫩梭菌、Roseburiaspp.andE.rectale、梭菌組1、ClusterⅣRuminococcusspp、ClostridialclusterⅩⅣa、直腸真桿菌表達低于化療前，說明化療可能加重腸道菌群失衡，下調患者腸道產丁酸菌表達水平，患者并發感染的概率增加，不利于預后。

腸道菌群種類較多，豐富度、多樣性指數是評價腸道菌群總體情況的有效指標。陳曉慧等[22]研究認為，肺癌患者鉑類藥物化療后腸道菌群的豐富度和多樣性下降，菌群構成發生改變，益生菌減少而條件致病菌增加。本研究結果顯示，NSCLC患者化療后腸道菌群豐富度、多樣性指數低于化療前，差異有統計學意義(P<0.05)；40例患者中，17例患者出現腸道菌群種類豐富度、多樣性指數降低，其余患者升高，且豐富度和多樣性指數降低的患者1年后死亡的幾率更大，證明化療前后腸道菌群的豐富度和多樣性指數變化與預后有相關性。分析原因認為，人體腸道菌群平衡被破壞后，條件致病菌增加而益生菌減少，可能引起感染等并發癥，從而導致預后不佳；產丁酸菌等益生菌有抑制腫瘤血管生成的作用，有利于改善患者預后[23-24]。因此臨床上需密切關注NSCLC患者化療過程中的腸道菌群變化，發現多樣性出現不良改變時可考慮予以益生菌干預，輔助增強化療效果。

綜上所述，NSCLC患者腸道產丁酸菌產生減少，經化療治療后會進一步減少，而腸道菌群的豐富度和多樣性指數降低不利于患者預后，因此在NSCLC患者化療過程中應密切關注其腸道菌群變化，可適當的予以益生菌干預以改善預后。