0 引言

随着癌症免疫治疗的兴起，肿瘤治疗模式显著改变。在影响肿瘤治疗疗效的诸多因素中，肠道微生物组已受到广泛重视。肠道微生物是一个超基因组，组成和多样性由环境、遗传基因和免疫决定，受年龄、种族、地理及生存特征等多种因素影响^[1]。特定细菌的丰度与肿瘤治疗临床疗效有关，可通过参与先天免疫和适应性免疫来影响肿瘤发生发展，影响化疗、免疫治疗及基因治疗等的疗效。目前，Akkermansia muciniphila（AKK）已逐渐成为国内外研究热点。研究显示，AKK丰度与肥胖症及2型糖尿病、脂肪肝、炎症性肠病、神经精神系统疾病等呈负相关^[2-3]，而且与结肠癌、肺癌、前列腺癌等多种肿瘤发生与治疗密切相关，尤其与PD-1/PD-L1检查点抑制剂的疗效呈正相关^[4-5]，可能是潜在的生物标志物及治疗佐剂。本综述主要阐述AKK特性、生理作用在不同肿瘤中的作用及治疗策略，以期为推动AKK微生物开发和临床肿瘤治疗中的应用提供理论参考。

1 AKK的特性和生理作用

AKK是一种革兰氏阴性非运动椭圆形专性厌氧菌，归属于疣状菌门，占成人肠道细菌的3%~5%^[6]。2004年由荷兰微生物学家Anton DL Akkermans首先从健康人类粪便样本中分离出来，并以其名字命名。AKK定植在小肠上皮隐窝和黏液层中等黏性底物上，可用作单一营养来源^[7]。AKK的定植和丰度存在个体差异，我国南方地区人群中定植率高，在60岁以上的人群定植率最高，约为69.23%^[8]。AKK主要通过细菌壁成分与肠上皮细胞上的Toll样受体2（TLR2）接触发挥有益作用。TLR2作为宿主防御的重要组成部分，可通过识别微生物脂蛋白和脂肽在先天免疫反应中发挥重要作用^[9]。体外实验分析从细胞膜中鉴定出一种具有两条支链的二酰基磷脂酰乙醇胺（a15:0-i15:0 PE），是AKK脂质膜的主要成分，通过作用于非经典的TLR2-TLR1异二聚体来帮助免疫系统检测与识别细菌性质^[10]。

AKK在保护肠黏膜屏障完整性与影响全身免疫方面发挥重要作用。首先，AKK可增加杯状细胞水平、紧密连接蛋白ZO-1和膜整合蛋白Occludin表达来抵消黏膜屏障功能障碍，增强黏液产生和维持肠道黏膜厚度，使肠道通透性降低和上皮屏障功能增强^[11-12]；其次，巴氏杀菌的AKK和高度丰富的外膜蛋白Amuc-1100可增加肠上皮电阻^[13]；最后，AKK分离纯化的细胞外囊泡（AmEVs）也可以通过诱导AMPK激活来调节肠道通透性^[14]。在全身免疫反应中，AKK丰度降低的程度与较高的炎性反应评分相关；口服给药AKK活菌或AmEVs有助于减少炎性反应浸润^[15-16]。具体来讲，AKK可抑制白细胞浸润降低TLR2、TLR4和TNF-a、IL-1a、IL-6和IL-12A等促炎细胞因子水平，并上调抗炎因子IL-10的表达。另外，Amuc-1100也可通过TLR2和TLR4激活并诱导IL-10，使用Amuc-1100治疗可减少结肠中浸润的巨噬细胞和CD8⁺CTL，以改善结肠炎及结肠炎相关结直肠癌^[17]。然而微生物生态系统存在复杂的相互作用，研究还发现AKK可以充当病原体，促进遗传易感宿主结肠炎发生^[18]；在结肠炎相关肿瘤发生率较高的小鼠中AKK相应增加，黏蛋白降解相关的基因也与肿瘤发病率呈正相关^[19]。这种AKK定植及其抗炎作用的相互矛盾，可能是细菌自我代偿机制的结果。

2 AKK在肿瘤中的作用 2.1 AKK与结直肠癌

AKK与结直肠癌（colorectal cancer, CRC）发生发展及治疗存在相关性。CRC中Muc2过表达有助于肿瘤细胞逃避抗肿瘤免疫效应分子的识别，AKK可通过自身的蛋白水解酶调节Muc2的水平。Meng等^[20]发现AKK编码的蛋白酶Amuc_1434能抑制表达Muc2的LS174T结直肠癌细胞增殖，并可诱导G₀/G₁相细胞周期停滞，上调p53表达，呈现浓度依赖性促进LS174T细胞的凋亡，通过增加细胞内活性氧的产生来间接促进线粒体功能障碍。同时，Amuc_1434能上调肿瘤坏死因子相关的细胞凋亡诱导配体（TRAIL）及其受体（DR5和DR4）表达，诱导半胱天冬酶8和半胱天冬酶3上调从而激活整个外源性死亡受体途径。蛋白表达方面Amuc_1434还能够显著降低Bcl-2的表达，增加Bid、Bax、EndoG和CytC等促凋亡蛋白表达。总之，AKK Amuc_1434可以通过上调TRAIL来激活细胞凋亡的死亡受体途径和线粒体途径，发挥抑制结直肠癌LS174T细胞活力的作用。

AKK也可通过诱导肿瘤微环境中肿瘤相关M1型巨噬细胞的产生而抑制CRC肿瘤发生，Fan等^[21]通过体内与体外实验阐明AKK在结直肠小鼠中可通过TLR2/NLRP3依赖性信号转导促进M1样巨噬细胞的富集。

AKK代谢物也可能发挥重要作用。ATCC BAA-835菌株和AKK亚型均可产生短链脂肪酸（short-chain fatty acids，SCFAs），如乙酸盐、丙酸盐、丁酸盐、异戊酸^[22]。SCFAs通过抑制组蛋白去乙酰化酶（histone deacetylases, HDACs）或与SCFAs受体（G蛋白偶联受体，GPR）结合可发挥直接的抗结直肠癌作用^[23]。另外，代谢组学分析发现与AKK丰度显著相关的9种代谢物中，含有二肽的苯丙氨酰缬氨酸、亮氨酸谷氨酸和异亮氨酸丙氨酸的支链氨基酸（BCAA）可能是AKK定植显著增强FOLFOX方案抗癌效果的原因^[24]。通过3 482例参与者的大型多中心队列研究证实，含有二肽谷氨酰胺-亮氨酸的BCAA可能是早期诊断结直肠癌的生物标志物^[25]。总之，无论是AKK编码蛋白，还是相关代谢物SCFAs与BCAA均在结直肠癌免疫微环境中发挥积极作用，耗竭黏蛋白以剥夺肿瘤细胞的关键保护机制与补充代谢物增强疗效成为了可能。

2.2 AKK与肺癌

AKK已被证实是肺癌抗肿瘤治疗效果更佳的生物标志物。Routy等^[4]发现，对抗PD-1治疗有效的NSCLC患者肠道微生物组较无效患者中AKK丰度更高，口服AKK可通过IL-12依赖的信号通路导致生成IFN-γ的CCR9⁺CXCR3⁺CD4⁺T细胞增加以及随后的肿瘤细胞破坏。宏基因组学研究进一步发现，AKK相对丰度可能成为预测晚期NSCLC患者接受一线和二线免疫治疗客观疗效和生存期 > 12个月的生物标志物^[26]。AKK菌的存在能够改善患者的临床疗效，但AKK菌丰度过高与较差的预后相关。将肠道微生物群组成与肿瘤微环境景观联系起来，发现AKK+组适应性免疫基因产物增加，如CD4⁺T辅助细胞激活相关的CD4、CD74、Vcam-1，与细胞溶解活性相关的颗粒酶H丝氨酸蛋白酶GZMH和衰竭相关的CTLA4、Fas、TIGIT、HAVCR2；IFN相关基因CCR5、CXCL9、CXCL10、Tdo2和IFN诱导的鸟苷酸结合蛋白1的转录均会增加。

同样，AKK改善顺铂在Lewis肺癌小鼠中的抗肿瘤作用。Chen等^[27]发现AKK联合顺铂的抗肿瘤疗效优于单独使用顺铂，与细胞因子-细胞因子受体相互作用、Th17细胞分化、FOXO信号通路、PI3K-Akt信号通路和JAK-STAT信号通路相关，AKK联合顺铂治疗下调了Ki-67、p53和FasL蛋白的水平，上调了Fas蛋白，抑制了CD4⁺CD25⁺Foxp3⁺Treg细胞的表达。而研究已表明Ki-67和p53低表达的NSCLC患者中位生存时间和5年生存率更高^[28]。p53可以诱导Fas和FasL的表达，FasL与Fas的结合导致诱导凋亡信号复合物的启动，最终导致半胱天冬酶-8的裂解和半胱天冬酶-3的释放，从而促进细胞凋亡。Fas的较低表达和FasL在NSCLC组织中的过表达将导致肺癌细胞的免疫逃逸^[29]。总之，AKK可增强肺癌化疗与免疫治疗中的适应性免疫并有效调节细胞信号转导，促进抗肿瘤免疫作用。

2.3 AKK与泌尿系统肿瘤

AKK在泌尿系统肿瘤中的作用也不容忽视。研究人员在接受PD-1免疫治疗的肾癌与膀胱癌患者中也观察到AKK丰度与临床疗效呈正相关，患者的AKK丰度增加提高了客观缓解率并延长了中位PFS^[4]。同时，Akk-EVs可减轻前列腺癌小鼠模型肿瘤负荷。Luo等^[30]通过体内和体外实验发现Akk-EVs可引起M1型巨噬细胞募集同时减少免疫抑制M2巨噬细胞，并且使GZMB⁺CD8⁺T细胞和IFN-γ⁺ CD8⁺T细胞的比例增加，Akk-EV处理的巨噬细胞条件培养基能有效抑制前列腺细胞的增殖和侵袭；在免疫活性小鼠体内静脉注射Akk-EVs可降低肿瘤负荷，但对正常细胞无明显毒性，验证了其安全性。另外，临床研究发现，口服醋酸阿比特龙可通过促进AKK的生长，来重复地调节去势抵抗性前列腺癌患者胃肠道微生物群落^[31]。AKK富集可能与醋酸阿比特龙中醋酸盐成分在结肠中的吸收有关。由此可见，AKK不仅影响泌尿系肿瘤增殖，而且影响其免疫治疗及内分泌治疗的疗效。

2.4 AKK与肝胆胰肿瘤

AKK同样可能是其他肿瘤早期诊断与疗效预测的生物标志物。一项研究为明确胰腺癌患者和健康对照组微生物组成上存在的组间差异，获取了血液样本中微生物细胞外囊泡，结果发现不同分类学水平差异物种中AKK在胰腺癌患者中的丰度较高，AKK参与的微生物组标志物是早期诊断胰腺癌的候选生物标志物^[32]。在接受吉西他滨治疗的胰腺导管腺癌异种移植小鼠模型中，也观察到变形菌和AKK从5%增加到33%^[33]。但最近的一项研究分析胰腺癌或胆道癌相关组织以及患者的唾液、胃液、胰液、胆汁和粪便等体液和排泄物中的微生物组数据，结果仅在胆道癌患者胆汁中检测到AKK^[34]。另外，Kobayashi等发现AKK代谢物丙酸盐与顺铂联合使用可通过GPR41信号转导减少HDACs来增加自分泌TNF-α的表达，从而显著诱导肝癌细胞凋亡，与顺铂协同抑制肝癌细胞增殖^[35]。Zheng等则报告对抗PD-1治疗有反应的肝细胞癌患者粪便样本中富集20种物种，其中包括AKK^[36]。肠道微生物组的动态变化特征可以早期预测对肝细胞癌免疫治疗疗效。当然，这些研究正处于初始阶段，更为严谨的动物实验验证及机制探索及临床转化研究是未来的发展方向。

3 影响AKK相对丰度的临床策略 3.1 粪便微生物移植策略

粪便微生物移植（fecal microbial transplantation, FMT）是将来自健康个体或对治疗有效的患者整个肠道微生物群移植到受体体内，如癌症患者。目前，相关研究已证实将免疫检查点阻断（immune checkpoint blockade, ICB）治疗完全有效的转移性黑色素瘤患者FMT给耐药患者，可逆转ICB耐药^[37-38]。使用对免疫疗法有效患者的粪便，在无菌小鼠中进行FMT可使无菌小鼠抗PD-1抗体产生更好的疗效^[4]。最近的一项小型开放试验发现，接受包含丁酸梭菌菌株的制剂CBM588联合纳武利尤单抗与伊匹木单抗治疗的转移性肾细胞癌患者有效的占到总体的58%，较单纯免疫治疗的患者疗效提高了38%，PFS显著增加至12.7个月^[39]。目前将AKK进行FMT的研究正积极开展，但FMT试验仍需解决诸多关键问题，如确定合适的FMT供体、确定移植前的最佳准备方案、剂量和给药途径以及安全性等。

3.2 饮食干预和益生元策略

研究表明低热量饮食和补充酵母发酵物、石榴提取物、白藜芦醇、聚右旋糖、丁酸钠和菊粉会增加AKK的数量，而可发酵低聚糖、二糖、单糖和多元醇的饮食（即FODMAP饮食）会降低AKK的丰度^[40]。另外，高脂饮食会显著降低AKK丰度。由于癌细胞增殖对能量需求很高，而脂质是其产生能量的主要来源，癌症患者的血浆中存在多种脂质水平增高，因此一些降脂药物被认为具有抗肿瘤作用^[41]。但目前仍缺乏对调节AKK饮食干预措施在肿瘤患者中的全面评估策略。

使用整合益生元也是治疗选择之一。益生元是化学上不易消化的纤维，如菊粉或多酚。动物研究数据表明，富含多酚的饮食会提高肠道微生物组中AKK和普氏梭菌的丰度，如蔓越莓提取物^[42]。AKK在遗传或饮食相关的肥胖和糖尿病小鼠的肠道微生物群中出现的丰度较低，而在摄入菊粉型低聚果糖后AKK的相对丰度可以提高100倍以上^[43]。识别合理的饮食结构及饮食微生物组调节剂应用可能有助于实现饮食和植物化学物质用于医学营养治疗，通过调节AKK丰度来促进身体健康及肿瘤治疗。

3.3 靶向抗生素、噬菌体、细胞因子及基因编辑策略

尽管AKK具有抗生素耐药性，约85%的AKK可以在使用多种抗生素治疗的患者肠道中存活^[44]。但使用广谱抗生素和破坏肠道微生物群与肿瘤免疫治疗更差疗效相关^[4-5]。使用抗革兰氏阳性抗生素可以降低环磷酰胺治疗慢性淋巴细胞白血病和顺铂治疗复发性淋巴瘤患者的抗癌活性^[45]。暴露于广谱抗生素降低了接受放化疗根治性治疗的局部晚期头颈癌患者的无进展生存期和总生存期^[46]。另外，研究人员还开发了基因编辑技术来调节肠道微生物的组成和功能，目前已成功应用于动脉粥样硬化的临床前模型^[47]。肽处理可重新编程微生物组转录组，抑制IL-6、TNF-α和IL-1β等促炎细胞因子的产生，重新平衡SCFAs和胆汁酸水平，改善肠屏障完整性并增加肠道T调节细胞。据此研究人员已提出使用CRISPR/Cas9编码噬菌体选择性去除特定疾病相关分类群，但在癌症治疗中的应用前景仍处于起步阶段。AKK基因组测序的结果已鉴定出CRISPR位点，表明AKK系统经常启动CRISPR的防御机制，可以通过CRISPR/Cas9进行调整。CRISPRdisco的自动化管道用于识别基因组装配中的CRISPR重复和Cas基因，以表征类型和亚型并解释系统完整性的分析工具已被开发^[48]。无论噬菌体技术还是细胞因子策略都有效避免了微生物群落规模化生产和患者施用活生物治疗剂熟练度带来的复杂偏差，将这些技术沿用于AKK的施用可能打开新的局面，将AKK基因编辑产物用于肿瘤治疗及预防未来可期。

4 展望

AKK菌作为二代益生菌，多项研究指出AKK在人类健康中的重要作用，AKK的丰度会影响肿瘤发生发展及治疗疗效，其机制的阐明是实现临床转化的关键。靶向肠道AKK的策略，不仅局限于FMT、饮食和益生元、靶向抗生素和基因工程等方法，在实践中需充分考虑AKK在形成免疫和生理过程中的整体影响，通过靶向重建来操纵肠道和肿瘤内微生物群的干预策略，施用微生物衍生物来增强抗肿瘤治疗，以及维持机体微生物的平衡健康状态可能成为癌症治疗的重要手段。

利益冲突声明：

所有作者均声明不存在利益冲突。

作者贡献：

赵宏慧：论文撰写

王玉栋：论文审校