《ESMO Open》：Gut microbiome-driven modulation of the tumor immune microenvironment optimizes dual checkpoint blockade in advanced non-small-cell lung cancer
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本研究针对晚期非小细胞肺癌(NSCLC)患者对ipilimumab+nivolumab(I–N)双免疫检查点抑制剂治疗应答率有限的问题，探究了肠道菌群在其中的调节作用。研究揭示了高肠道菌群多样性与富含产短链脂肪酸(SCFA)细菌的肠道环境，能优化肿瘤免疫微环境，增强PD-1+CD8+ TILs浸润，从而提升I–N疗效。研究同时发现，对于基线菌群多样性低的患者，联合化疗可能带来生存获益。这些发现为利用肠道微生物作为预测性生物标志物及指导个体化联合治疗策略提供了新见解。
在抗击肺癌——这个全球癌症相关死亡的主要元凶的战场上，以PD-1抑制剂为代表的免疫疗法带来了革命性的突破。然而，面对ipilimumab(靶向CTLA-4)联合nivolumab(靶向PD-1)这种双免疫检查点阻断方案，虽然部分患者能获得持久的疗效，但仍有大量患者无法从中获益。这就像一把锁找到了钥匙，但并非每一把钥匙都能顺利打开锁。是什么决定了这把“钥匙”的开锁效率？答案可能隐藏在人体一个意想不到的地方：肠道。
肠道中数以万亿计的微生物，即肠道菌群，近年被发现能深远地影响全身免疫系统的功能，甚至是抗肿瘤免疫反应。一些研究表明，特定的肠道细菌可以增强免疫检查点抑制剂的疗效，而抗生素的使用则可能削弱其效果。但肠道菌群究竟是如何“远程操控”肺部肿瘤微环境的？这种影响在不同的治疗方案（如单独免疫治疗或联合化疗）中又有何不同？这成为优化肺癌免疫治疗、实现精准医疗的关键谜题。
为此，日本京都府立医科大学的研究团队开展了一项前瞻性研究，旨在探索肠道微生物群如何调节肿瘤免疫微环境，从而影响ipilimumab联合nivolumab(I–N)±化疗在晚期非小细胞肺癌(NSCLC)患者中的疗效。这项开创性的研究成果发表在《ESMO Open》杂志上。
研究者们在研究中整合运用了多项关键技术与方法，其核心思路是将微生物组分析与肿瘤免疫微环境的深度表征相结合。研究前瞻性纳入了50名计划接受I–N（含或不含化疗）治疗的晚期或复发性NSCLC患者（最终纳入分析48名），建立了临床队列。技术层面主要包括：通过采集患者基线粪便样本，进行16S rRNA基因测序，以评估肠道菌群的多样性与组成，并通过PICRUSt2软件预测其代谢功能通路；同时，利用多重免疫荧光染色技术对来自手术切除或活检的肿瘤组织样本进行深度分析，定量评估肿瘤浸润淋巴细胞，特别是CD8+T细胞、调节性T细胞及其表达PD-1、CTLA-4等关键免疫检查点的亚群密度。通过关联分析，研究者得以将肠道微生物特征与肿瘤局部的免疫状态及最终临床疗效联系起来。
研究结果
患者特征与治疗结果
研究最终分析了48名患者，其中21名接受单独I–N治疗，27名接受I–N联合化疗(I–N + C)。联合化疗组显示出更高的客观缓解率(ORR: 59% vs. 24%)，但无进展生存期(PFS)和总生存期(OS)在两组间没有统计学上的显著差异。
肠道菌群多样性和组成对免疫肿瘤治疗疗效的影响
研究者根据PFS是否达到6个月将患者分为应答者(R)与非应答者(NR)。分析发现：
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在单独I–N治疗组中，应答者的肠道菌群α多样性显著高于非应答者，且两者的菌群组成（β多样性）也存在显著差异。高α多样性与更长的PFS和OS趋势相关。
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在I–N联合化疗组中，应答者与非应答者之间的菌群多样性及组成均未观察到显著差异。
逆概率治疗加权分析
通过逆概率治疗加权(IPTW)校正潜在偏倚后进一步分析发现：在基线肠道菌群多样性低的患者中，I–N + C治疗比单独I–N治疗带来了更长的PFS（风险比HR 0.18）。而在基线菌群多样性高的患者中，联合化疗反而有缩短PFS的趋势（HR 2.76）。
与I–N应答相关但I–N + C不相关的肠道菌群特征
在单独I–N治疗的应答者中，肠道菌群显著富集了产短链脂肪酸(SCFA)的细菌，如毛螺菌科、粪球菌属、优杆菌属等。京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路分析显示，应答者中与肽聚糖生物合成、RNA降解和NOD样受体信号传导相关的通路被激活。而非应答者的菌群中则富集了埃希氏菌-志贺氏菌、瘤胃球菌等与炎症相关的细菌。
肠道菌群特征与多重免疫染色评估的肿瘤浸润淋巴细胞(TILs)的关联
对28名患者的肿瘤样本进行分析发现，肠道菌群的α多样性与肿瘤内CD8+TILs的密度，特别是表达PD-1的CD8+TILs的密度呈显著正相关。高表达PD-1的CD8+TILs的肿瘤样本中，同样富集了产SCFA的细菌，并且KEGG分析揭示了免疫激活相关的代谢通路。
+ T细胞 (A)、CD8+T细胞 (B)、调节性T细胞 (C)、PD-1+CD8+T细胞 (D)、PD-1+调节性T细胞 (E)、和CTLA-4+调节性T细胞 (F) 密度的单变量线性回归。">
伴随用药对双免疫检查点阻断疗效的影响
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抗生素使用：治疗前一个月内使用抗生素的患者，其PFS和OS显著缩短。多变量分析确认抗生素使用是PFS较短的独立风险因素。
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质子泵抑制剂使用：PPI使用与较短的OS相关。
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菌群分析显示，未使用抗生素的患者粪便中富集了双歧杆菌属和Agathobacter等有益菌。而使用PPI的患者则富集了链球菌属、放线菌属等口腔共生菌。
研究结论与讨论
本研究首次在晚期NSCLC中证实，肠道菌群是预测I–N双免疫检查点抑制剂疗效并指导化疗联合决策的潜在生物标志物。研究揭示了肠道菌群通过调节肿瘤免疫微环境影响免疫治疗疗效的具体机制：
- 1.
肠道菌群多样性是疗效的关键：高的肠道菌群多样性与更好的I–N治疗应答和更长的生存期相关。这种关联在联合化疗的患者中消失，提示化疗可能通过诱导免疫原性细胞死亡、释放肿瘤抗原等方式，克服了低菌群多样性带来的免疫抑制。
- 2.
产SCFA细菌是核心介质：应答者的肠道中富集了产SCFA的细菌。SCFA（如丁酸盐）能通过优化CD8+T细胞的能量代谢、促进其分化为长效记忆细胞，并激活NOD样受体信号通路等方式，增强抗肿瘤免疫反应，这与肿瘤内更高密度的PD-1+CD8+TILs相关。
- 3.
抗生素与PPI的负面影响：治疗前使用抗生素和PPI会改变肠道菌群组成（分别导致有益菌减少和口腔菌增多），并与更差的生存结局相关，强调了在免疫治疗前谨慎管理这些药物的必要性。
本研究的核心意义在于，它将肠道微生物组的特征从一个“旁观者”提升为可操作的“决策者”。未来，通过分析患者的基线肠道菌群，可能筛选出那些仅用I–N即可获得良好疗效的患者，避免不必要的化疗毒性；同时，识别出菌群多样性低的患者，建议其从初始就联合化疗，以最大化生存获益。此外，研究也为通过益生菌、益生元或粪菌移植等干预手段调节肠道菌群以增强免疫治疗效果的策略提供了理论依据。尽管本研究受限于样本量和观察性设计，但它无疑为推进肺癌的精准免疫治疗开辟了一条充满希望的新途径。
