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【GUT】肠道微生物或可作为结直肠癌术后吻合口漏的预测性生物标志物

2023年06月20日

编译：肿瘤资讯

来源：肿瘤资讯

2023年5月13日，British Medicine Journal旗下子刊GUT（IF：31.795）刊登一篇题为“Microbiome is the key to preventing anastomotic leak in colorectal surgery”的评述文章¹，对于近期Hajjar等主导的基础试验²发表见解，揭示结直肠癌术后吻合口漏与肠道微生物组之间的相关性。据悉，该文章的第一作者及通讯作者均为英国帝国理工学院外科与肿瘤学系James M Kinross。

【肿瘤资讯】将该研究重要内容整理如下，以飨读者。

背景：吻合口漏影响术后治疗、增加复发及死亡风险

外科手术是结直肠癌的根治性手段，多数结直肠癌患者需接受结肠或直肠切除，随后接受肠端重新连接或吻合，以重建消化道的连续性。吻合口愈合不良可能导致肠内容物漏入腹腔，称“吻合口漏（AL）”；AL是最为严重的手术并发症之一，发生率高达30%，可导致术后并发症发生率及死亡率增加、术后癌症治疗延迟、住院时间延长，还与局部复发及远处复发风险增加有关。手术操作水平、术中影像学技术引导等仅对AL发生率具有轻微影响；原因之一是吻合口愈合的分子机制尚不清楚。

最新：研究证实两种菌株影响肠道吻合口愈合

Hajjar等的最新研究为吻合口愈合的分子机制提供了支持证据：因对于吻合口愈合的固有免疫反应具有调节作用，故微生物组或可参与吻合口愈合这一过程。该研究的另一个亮点是，通过移植术前粪便样本甚至个别细菌菌株可能转化结肠愈合表型；这一发现对于在术前进行围手术期肠道优化准备具有重要意义。

在该试验中，研究者入组了来自加拿大蒙特利尔大学医院研究中心、接受择期手术的结直肠癌患者（n=77），分别于术前、术后（第1天使用肛拭子）采集粪便及结肠黏膜标本。在该单中心队列中，9例出现AL，将这些患者与未发生AL的患者队列（n=9）按照年龄、性别、癌症阶段进行匹配。

随后，研究者进行了粪便微生物群移植（FMT），即将这些18例患者的术前粪便标本移植到接受结肠切除、经抗生素处理的雌性C57BL/6小鼠（吻合口愈合模型）。

令人困惑的是，移植AL患者粪便样本的小鼠结肠吻合口愈合较差、胶原蛋白降解水平较高，后者主要由基质金属蛋白酶-2（MMP-2）主导。然而，Shogan等在既往研究中表明，粪肠球菌（Enterococcus faecalis）可通过基质金属蛋白酶-9（MMP-9）介导途径进行结肠吻合口的胶原蛋白降解。

除此之外，移植了AL患者粪便样本的小鼠细菌移位更多，脾脏的细菌负荷量增加。而移植了无AL患者粪便样本的小鼠则情况相反。

随后，研究者证实：Alistipes onderdonkii kh35与较高的AL评分明显相关，而Parabacteroides goldsteinii kh35具有抗炎作用，可改善肠道屏障的恢复和伤口愈合。

上述细菌以高度特异性的方式影响了吻合口愈合时的免疫反应。onderdonkii kh33可在术前提高粪便中巨噬细胞抑制蛋白（MIP）-1α、MIP-2和IL-17A/F水平，而补充P.goldsteinii kh35的小鼠体内MIP-1α、MIP-2、IL-17A/F及单核细胞螯合蛋白（MCP）-1水平受到抑制，从而促进创面恢复。这两种菌株均通过MyD88/NF-κB途径影响吻合口愈合。

随后，研究者筛选了可预测AL的非侵入性、术前微生物组标志物。18例FMT供体患者的术前循环中性粒细胞和单核细胞计数与粪便金黄色葡萄球菌水平呈负相关，与粪便炎症标志物脂联素-2（中性粒细胞产生的抗菌肽）呈正相关，与钙蛋白无相关性。在对于495例患者（360例中有135例出现AL，发生率高达37.5%）进行验证性分析时，AL患者的术前循环中性粒细胞和单核细胞计数明显较高。由此，研究者认为术前白细胞计数可作为AL的预测性生物标志物。

评价：试验局限性及未来展望

另一项来自中国科学院大学华美医院魏云巍教授等的最新试验数据³进一步支持了上述试验结果：结直肠癌患者术后粪便样本对于小鼠吻合口愈后具有类似影响；接受未AL患者粪便的小鼠体内Ⅰ型胶原及Ⅲ型胶原水平上调，而TGF-β1及上皮间充质转化调节因子表达受到抑制。

尽管Hajjar等的研究具有重大发现，但这同样说明吻合口漏相关人体试验的探究颇具挑战。首先，该试验的临床设计部分具有局限性：①吻合口术式未进行标准化；在匹配队列中至少1例患者接受了结肠次全切除术，这意味着会使用回肠肛门吻合术或回肠贮袋；②吻合口漏的评估标准不统一（无论临床或影像学特征）；③回肠造口术及造口的使用未提及；④具体的预防性抗生素处理、其他手术并发症（如伤口感染）未报道。

其次，临床队列中的患者均接受了直肠癌手术，而动物模型队列则是在健康肠道中进行结肠切开术；两者的微生物组、肿瘤生物学及手术操作及吻合口漏发生率差异较大。

再者，令人惊讶的是，AL患者队列并未根据术前治疗而进行分层。通常来说，直肠癌患者接受多模式治疗，本试验中的患者是否曾接受新辅助放化疗尚不清楚。而新辅助放化疗的选择对于结果至关重要，原因是这导致直肠黏膜炎症、改变微生物组，从而影响AL的风险。

此外，性别、吸烟状态和合并症（肥胖、Ⅱ型糖尿病）均是AL的风险因素。因此，多变量分析将微生物组数据及术前白细胞计数（WCC）纳入分析将更贴近现实。

尽管Hajjar等的试验存在上述局限性，但目前越来越多的证据表明，肠道微生物组是可信度较高的预防吻合口漏相关因素之一；未来的个体化吻合口漏风险分层系统将必须纳入微生物组因素。未来的AL预防措施还应包括预康复策略（prehabilitation strategy），通过个体化营养支持策略调节微生物组，从而改善生物复原力（optimises bioresilience）和手术免疫反应（surgical immune response）。总之，研究者推荐未来的临床试验值得从以下方面着手：①下一代活体生物治疗剂如P. goldsteinii kh35；②结直肠围手术期的FMT。

参考文献

1. Kinross JMMicrobiome is the key to preventing anastomotic leak in colorectal surgeryGut Published Online First: 17 May 2023. doi: 10.1136/gutjnl-2022-329281
2.Hajjar R, Gonzalez E, Fragoso G, et alGut microbiota influence anastomotic healing in colorectal cancer surgery through modulation of mucosal proinflammatory cytokinesGut 2023;72:1143-1154.
3.Jin, X., Liu, Y., Yan, W,et al.(2022) Gut microbiota from nCAL patients promotes colon anastomotic healing by inducing collagen synthesis in epithelial cells. Journal of Gastroenterology and Hepatology, 37: 1756– 1767. https://doi.org/10.1111/jgh.15946.

责任编辑：肿瘤资讯-Bree
排版编辑：肿瘤资讯-Astrid

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2023年06月21日

雷昕奕

永州市中心医院 | 胃肠外科

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