专家论坛
前列腺癌雄激素剥夺疗法对肠道微生态的影响与对策
中华医学杂志, 2023,103(2) : 84-88. DOI: 10.3760/cma.j.cn112137-20220822-01789
摘要

雄激素剥夺疗法是晚期前列腺癌的一线疗法。虽然雄激素剥夺治疗初期疗效确切,但治疗后出现的临床问题,不仅降低患者的生活质量,还将因其进展为去势抵抗性前列腺癌(CRPC),影响疗效,甚至危及健康或生命。肠道微生态与肠道局部疾病有关,也与肝脏、神经系统等多系统疾病息息相关,但其与前列腺癌之间的关联研究尚少。前列腺癌的雄激素剥夺疗法会影响前列腺癌患者的肠道微生态,从而诱导一些相关并发症的发生与CRPC的形成。本文分别从肠道微生态多样性、肠道菌群结构以及功能通路改变的角度,阐述前列腺癌雄激素剥夺疗法对肠道微生态产生的微生态影响,并提出相应对策,如粪便微生物移植、口服抗生素和益生菌等,以调节肠道微生态,改善前列腺癌雄激素剥夺疗法疗效与预期,为晚期前列腺癌的诊治提供新的思路。

引用本文: 刘嘉仪, 朱依萍, 韩邦旻, 等.  前列腺癌雄激素剥夺疗法对肠道微生态的影响与对策 [J] . 中华医学杂志, 2023, 103(2) : 84-88. DOI: 10.3760/cma.j.cn112137-20220822-01789.
参考文献导出:   Endnote    NoteExpress    RefWorks    NoteFirst    医学文献王
扫  描  看  全  文

正文
作者信息
基金 0  关键词  0
English Abstract
评论
阅读 0  评论  0
相关资源
引用 | 论文 | 视频

版权归中华医学会所有。

未经授权,不得转载、摘编本刊文章,不得使用本刊的版式设计。

除非特别声明,本刊刊出的所有文章不代表中华医学会和本刊编委会的观点。

前列腺癌是目前全球男性发病率第二高的恶性肿瘤,居男性癌症死因的第五位1。虽然我国前列腺癌发病率尚处于较低水平,但随着人口老龄化、饮食及生活方式的改变,我国前列腺癌的发病形势极不乐观2

1941年Huggins和Hodges3发现运用雌激素或行双侧睾丸切除术可以有效降低前列腺癌患者血清酸性磷酸酶(acid phosphatase,ACP)的水平,奠定了雄激素剥夺疗法(androgen deprivation therapy,ADT)治疗晚期前列腺癌的基础。雄激素剥夺疗法主要包括去势治疗、抗雄激素药物治疗和最大限度雄激素阻断疗法即去势联合抗雄药物治疗4。ADT治疗初期疗效确切,但由于血清雄激素水平降低,引发诸多并发症,如代谢综合征、心血管疾病、骨质疏松与骨折等5,会使患者生活质量下降甚至发生非肿瘤性死亡。特别是经过18~24个月后,前列腺癌细胞对ADT产生耐受,疾病随之进入难以医治的去势抵抗前列腺癌(castration-resistant prostate cancer,CRPC)阶段6,影响疗效。但是,前列腺癌进展为CRPC的机制一直备受关注,却仍不清楚。因此迫切需要寻找合适的方法减少并发症的发生、改善CRPC疗效。

现有学者发现,ADT会影响前列腺癌患者的肠道微生态,且肠道微生态的改变会影响ADT的并发症与CRPC的进展7, 8, 9, 10,为改善前列腺癌ADT疗效提供了新的思路。本文通过文献综述,重点讨论前列腺癌ADT对肠道微生态的影响,为优化其治疗方案提供策略。

一、雄激素与肠道菌群

前列腺癌的进展与雄激素水平高度相关。成年男性内源性雄激素来源主要为睾丸和肾上腺。超过95%的雄激素来源于睾丸生成的睾酮,少于4%的雄激素来源于肾上腺生成的雄激素前体脱氢表雄酮,传统去势和抗雄药物治疗可以阻断雄激素的这两条通路11。但是,对于前列腺癌患者,CRPC肿瘤细胞可以自身合成雄激素12,为雄激素的又一重要来源。为阻断CRPC的雄激素来源,又诞生了二代抗雄药物如阿比特龙与恩杂鲁胺13

现有多项研究发现,雄激素的水平高低会导致肠道菌群的构成变化,而肠道微生态也会影响血液雄激素水平。Markle等14的研究证实了小鼠肠道微生态存在性别差异,且肠道微生物的定植状态与睾酮水平相关,去除肠道相应菌群后,雄性小鼠的睾酮水平显著降低(P=0.005)。人体肠道微生态也受雄激素水平调控,青春期男性雄激素水平迅速升高,会导致男性与女性肠道菌群构成的差异15。Pernigoni等7的研究发现,前列腺癌模型小鼠ADT治疗后,其肠道菌群构成改变,且小鼠体内会富集可以合成雄激素的特殊菌属瘤胃球菌属,使体内雄激素水平升高,导致前列腺癌向CRPC进展。

二、前列腺癌雄激素剥夺疗法引起肠道微生态的变化
(一)肠道微生态多样性下降

肠道菌群的微生态多样性(α多样性)与宿主健康正相关,肠道中不同微生物的丰度越多,就越有助于宿主的代谢健康16,而肠道菌群失衡常伴随菌群α多样性减少17。Li等18将56例ADT治疗的前列腺癌患者与30例前列腺癌根治术治疗的前列腺癌患者进行对比,发现ADT组的患者肠道菌群的Shannon指数(P=0.020)和反Simpson指数(P=0.025)显著下降,说明其肠道菌群α多样性显著降低,会对宿主健康产生不利的影响。

(二)肠道菌群结构改变

前列腺癌患者ADT治疗后,患者肠道菌群β多样性发生显著改变7, 8, 9, 1018,即肠道菌群的结构发生改变。

1.厚壁菌门/拟杆菌门比值降低:厚壁菌门和拟杆菌门是人体肠道菌群中重要的组成部分,且都为人体有益菌19,厚壁菌门/拟杆菌门的比值(F/B ratio)会影响宿主从膳食中获取能量的能力,与肥胖密切相关,比值越高越易导致肥胖20。F/B ratio也与前列腺肥大(prostate-enlargement,PE)相关,临床研究发现PE的患者F/B ratio高于非PE的人群21。动物研究发现,去势后高脂喂养(high-fat diet,HFD)小鼠的厚壁菌门/拟杆菌门比值升高有统计学意义(P=0.017),而在标准饮食(standard diet,SD)喂养小鼠中,去势前后差异无统计学意义(P=0.350)10。去势HFD小鼠与去势前(对照组)相比,小鼠的内脏脂肪显著增多、空腹血糖和脂质水平升高、体重上升。而使用抗生素去除肠道菌群后,去势HFD小鼠的多项肥胖相关指标与对照组相比未出现显著升高,较未使用抗生素的去势组下降。临床研究则发现,与前列腺癌根治术治疗相比,ADT治疗的前列腺癌患者的厚壁菌门丰度减少,而拟杆菌门丰度增加,F/B ratio显著降低18,与动物研究10得出的结论相反,但研究者并未对与动物研究产生的结论差异进行解释18

2.促炎菌属增多、抗炎菌属减少:Li等18的临床研究中发现,与前列腺癌根治术组相比,ADT组的前列腺癌患者肠道菌群中的促炎菌属如瘤胃球菌属、拟杆菌属的丰度增多,而抗炎菌属如毛螺菌属和罗氏菌属的丰度减少,这种改变增加了宿主发生炎症反应的倾向。

3.产雄激素的菌属增多:Pernigoni等7对CRPC与肠道菌群之间的关联进行了研究,发现去势治疗后,前列腺癌模型小鼠的肠道菌群构成发生改变,其中瘤胃球菌属的丰度显著增多。用抗生素去除小鼠肠道菌群,会抑制去势小鼠CRPC的进展,增加ADT疗效,对假手术组差异则无统计学意义。清除肠道菌群后,再进行瘤胃球菌属的菌群移植,CRPC会再次进展。说明去势对前列腺癌小鼠肠道菌群的改变会促进CRPC进展,其中瘤胃球菌属发挥了关键作用。CRPC患者的肠道菌群中也富含瘤胃球菌属,将CRPC患者的肠道微生物移植到前列腺癌小鼠中,同样会促进其肿瘤进展。Liu和Jiang22的临床研究也验证了,与激素敏感性前列腺癌(hormone sensitive prostate cancer,HSPC)患者相比,CRPC患者肠道菌群中瘤胃球菌属过表达。

瘤胃球菌属对于CRPC的促进作用,源于其合成雄激素增多和谷氨酸生成代谢增强。血液循环中的孕烯醇酮通过肝肠循环,进入肠道后被瘤胃球菌属转化为雄激素,使前列腺癌小鼠雄激素水平升高,肿瘤向CRPC进展7。瘤胃球菌属也与谷氨酸生成代谢呈正相关23。谷氨酸广泛参与三羧酸循环和脂肪生成,而三羧酸循环和脂肪生成在生物学上与前列腺癌变和CRPC进展相关24

醋酸阿比特龙药物治疗则会抑制CRPC患者肠道菌群中瘤胃球菌属的富集9。醋酸阿比特龙还可以抑制CRPC患者体内促进雄激素生成的棒状杆菌的富集,导致雄激素的合成减少,促进前列腺癌疗效。且阿比特龙治疗后,患者体内嗜黏蛋白阿克曼菌的丰度显著升高,该菌属与肥胖、糖尿病、心血管疾病和低度炎症呈负相关,为人体有益菌。

(三)功能通路改变

口服抗雄激素药物后,前列腺癌患者体内的类固醇合成通路显著丰富(P=0.004)8。Li等18的研究发现,与前列腺癌根治术组相比,ADT组前列腺癌患者体内的脂多糖和丙酸合成较丰富,而细胞壁合成、磷脂和氨基酸及醋酸酯生成的通路表达都降低。血流中脂多糖吸收的增加会导致代谢综合征和代谢内毒素血症等疾病的风险升高。而丙酸能通过血脑屏障,引起神经炎症,可能会诱发神经并发症。

三、通过干预肠道微生态改善雄激素剥夺疗法疗效
(一)粪便微生物移植(fecal microbiota transplantation,FMT)

粪便微生物移植FMT是一种新型治疗方法,现已用于临床治疗,如治疗艰难梭菌感染等25。动物研究发现,将HSPC小鼠的粪菌FMT到前列腺癌小鼠中,会抑制肿瘤的进展;而将CRPC小鼠的粪菌FMT到前列腺癌小鼠中,则会促进肿瘤进展7。说明肠道菌群的改变会相应地影响前列腺癌的生长。

因此,FMT可能可以成为未来前列腺癌ADT的辅助手段。将健康人类志愿者的天然产物进行FMT可能可以改善前列腺癌患者的肠道微环境,减少雄激素合成,从而增强ADT的疗效。

(二)抗生素

口服广谱抗生素如氨苄西林、黏菌素、链霉素会消除大多数肠道微生物26。动物研究发现,用抗生素清除肠道菌群后,去势未导致高脂喂养小鼠肠道菌群F/B ratio显著升高,小鼠未发生明显肥胖10。Pernigoni等7研究结果也证实,清除肠道微生物可以减少小鼠体内雄激素合成,抑制去势小鼠的CRPC进展。

广谱抗生素清除产雄激素的细菌同时,也会打破宿主肠道微生态平衡,清除人体有益菌,对健康造成不利的影响26。若能探索或研制出精准清除产雄激素细菌的抗生素,切断肠道来源的雄激素或雄激素合成材料,则可以成为辅助前列腺癌ADT的新手段。

(三)益生菌、益生元与多酚物质

益生菌、益生元与多酚物质是调节肠道健康的“3P”物质27。益生菌对人体的作用有菌株特异性,其中有益的菌属包括双歧杆菌属和乳杆菌属的菌株28等。益生元为一种可发酵的成分,多为不可消化的碳水化合物、低聚糖或短多糖,如菊粉、低聚果糖、半乳糖、低聚半乳糖和低聚木糖等,可导致胃肠道菌群组成和活性的特定变化,从而有益于宿主的健康。多酚物质为植物次生代谢物,通过饮食干预多酚提取物,尤其是红酒多酚提取物和可衍生的黄烷醇,可以增加双歧杆菌和乳酸菌的相对丰度,从而促进肠道菌群健康。

四、展望

雄激素剥夺疗法是晚期前列腺癌的基础治疗手段,但其不良反应会降低患者的生活质量,尤其是ADT治疗后疾病终将进展为CRPC,对药物产生耐受29。肠道微生态与人体健康息息相关,与肥胖30、糖尿病31、肿瘤32等存在密切的关联。现已有许多研究发现ADT会影响患者的肠道微生态,进而促进CRPC的进展、诱发代谢并发症、炎症等不良反应7, 8, 9, 10。因此,改善前列腺癌ADT后的肠道微生态或许是延缓疾病进展、减少不良反应的新思路。

肠道菌群检测对于前列腺癌患者存在一定的诊疗价值,可以辅助分层诊疗。对于CRPC患者,若产雄激素的菌群富集,可以尽早使用阿比特龙或其他干预措施配合ADT,改善预后。对于HSPC患者,若产雄激素的菌群富集,则患者更有可能进展为CRPC,可以早期进行FMT或窄谱抗生素干预。

从肠道微生态角度寻找配合ADT的辅助手段,为前列腺癌的治疗提供了新的启发。FMT或抗生素的使用可以干预肠道微生态,从而促进ADT疗效。但FMT在前列腺癌治疗领域仍未进入临床使用,其疗效与安全性仍有待研究。抗生素的使用也存在局限性,需寻找有针对性的窄谱抗生素精准清除产雄激素的细菌。益生菌也可以作为治疗CRPC的辅助手段,若能寻找到降解睾酮的肠道菌群,与益生菌配合服用,可以改善CRPC疗效。随着CRPC与肠道菌群之间的关联进一步被挖掘,干预肠道微生态配合ADT将成为前列腺癌治疗今后的热点。

利益冲突
利益冲突

所有作者均声明不存在利益冲突

参考文献
[1]
BrayF, FerlayJ, SoerjomataramI, et al. Global cancer statistics 2018: GLOBOCAN estimates of incidence and mortality worldwide for 36 cancers in 185 countries[J]. CA Cancer J Clin, 2018, 68(6):394-424. DOI: 10.3322/caac.21492.
[2]
李星, 曾晓勇. 中国前列腺癌流行病学研究进展[J].肿瘤防治研究, 2021, 48(1):98-102. DOI: 10.3971/j.issn.1000-8578.2021.20.0370.
[3]
HugginsC, HodgesCV. Studies on prostatic cancer. I. The effect of castration, of estrogen and androgen injection on serum phosphatases in metastatic carcinoma of the prostate[J]. CA Cancer J Clin, 1972, 22(4):232-240. DOI: 10.3322/canjclin.22.4.232.
[4]
CornfordP, BellmuntJ, BollaM, et al. EAU-ESTRO-SIOG guidelines on prostate cancer. part Ⅱ: treatment of relapsing, metastatic, and castration-resistant prostate cancer[J]. Eur Urol, 2017, 71(4):630-642. DOI: 10.1016/j.eururo.2016.08.002.
[5]
周致远, 韩邦旻, 杨博宇. 前列腺癌雄激素剥夺治疗的危害及防治策略[J].中华医学杂志, 2020, 100(34):2641-2644. DOI: 10.3760/cma.j.cn112137-20200510-01493.
[6]
MerseburgerAS, AlcarazA, von KlotCA. Androgen deprivation therapy as backbone therapy in the management of prostate cancer[J]. Onco Targets Ther, 2016, 9:7263-7274. DOI: 10.2147/OTT.S117176.
[7]
PernigoniN, ZagatoE, CalcinottoA, et al. Commensal bacteria promote endocrine resistance in prostate cancer through androgen biosynthesis[J]. Science, 2021, 374(6564):216-224. DOI: 10.1126/science.abf8403.
[8]
SfanosKS, MarkowskiMC, PeifferLB, et al. Compositional differences in gastrointestinal microbiota in prostate cancer patients treated with androgen axis-targeted therapies[J]. Prostate Cancer Prostatic Dis, 2018, 21(4):539-548. DOI: 10.1038/s41391-018-0061-x.
[9]
DaisleyBA, ChanyiRM, Abdur-RashidK, et al. Abiraterone acetate preferentially enriches for the gut commensal Akkermansia muciniphila in castrate-resistant prostate cancer patients[J]. Nat Commun, 2020, 11(1):4822. DOI: 10.1038/s41467-020-18649-5.
[10]
HaradaN, HanaokaR, HoriuchiH, et al. Castration influences intestinal microflora and induces abdominal obesity in high-fat diet-fed mice[J]. Sci Rep, 2016, 6:23001. DOI: 10.1038/srep23001.
[11]
AuchusRJ, SharifiN. Sex hormones and prostate cancer[J]. Annu Rev Med, 2020, 71:33-45. DOI: 10.1146/annurev-med-051418-060357.
[12]
唐华科, 曾星, 胡志全. 去势抵抗前列腺癌新型内分泌治疗耐药的研究进展[J].肿瘤, 2017, 37(9):1006-1010. DOI: 10.3781/j.issn.1000-7431.2017.55.201.
[13]
DesaiK, McManusJM, SharifiN. Hormonal therapy for prostate cancer[J]. Endocr Rev, 2021, 42(3):354-373. DOI: 10.1210/endrev/bnab002.
[14]
MarkleJG, FrankDN, Mortin-TothS, et al. Sex differences in the gut microbiome drive hormone-dependent regulation of autoimmunity[J]. Science, 2013, 339(6123):1084-1088. DOI: 10.1126/science.1233521.
[15]
KunduP, BlacherE, ElinavE, et al. Our gut microbiome: the evolving inner self[J]. Cell, 2017, 171(7):1481-1493. DOI: 10.1016/j.cell.2017.11.024.
[16]
LaitinenK, MokkalaK. Overall dietary quality relates to gut microbiota diversity and abundance[J]. Int J Mol Sci, 2019, 20(8)DOI: 10.3390/ijms20081835.
[17]
WeissGA, HennetT. Mechanisms and consequences of intestinal dysbiosis[J]. Cell Mol Life Sci, 2017, 74(16):2959-2977. DOI: 10.1007/s00018-017-2509-x.
[18]
LiJ, WangLL, WongC, et al. A cross-sectional study on gut microbiota in prostate cancer patients with prostatectomy or androgen deprivation therapy[J]. Prostate Cancer Prostatic Dis, 2021, 24(4):1063-1072. DOI: 10.1038/s41391-021-00360-1.
[19]
Human Microbiome Project Consortium. Structure, function, and diversity of the healthy human microbiome[J]. Nature, 2012, 486(7402):207-214. DOI: 10.1038/nature11234.
[20]
LeyRE, TurnbaughPJ, KleinS, et al. Microbial ecology: human gut microbes associated with obesity[J]. Nature, 2006, 444(7122):1022-1023. DOI: 10.1038/4441022a.
[21]
TakezawaK, FujitaK, MatsushitaM, et al. The Firmicutes/Bacteroidetes ratio of the human gut microbiota is associated with prostate enlargement[J]. Prostate, 2021, 81(16):1287-1293. DOI: 10.1002/pros.24223.
[22]
LiuY, JiangH. Compositional differences of gut microbiome in matched hormone-sensitive and castration-resistant prostate cancer[J]. Transl Androl Urol, 2020, 9(5):1937-1944. DOI: 10.21037/tau-20-566.
[23]
OttossonF, BrunkwallL, EricsonU, et al. Connection between BMI-related plasma metabolite profile and gut microbiota[J]. J Clin Endocrinol Metab, 2018, 103(4):1491-1501. DOI: 10.1210/jc.2017-02114.
[24]
Koochekpour S. Glutamate, a metabolic biomarker of aggressiveness and a potential therapeutic target for prostate cancer[J]. Asian J Androl, 2013, 15(2):212-213. DOI: 10.1038/aja.2012.145.
[25]
崔梦舸, 李岩. 粪菌移植在治疗艰难梭菌感染中的研究进展[J].胃肠病学和肝病学杂志, 2017, 26(11):1313-1316. DOI: 10.3969/j.issn.1006-5709.2017.11.029.
[26]
LangeK, BuergerM, StallmachA, et al. Effects of antibiotics on gut microbiota[J]. Dig Dis, 2016, 34(3):260-268. DOI: 10.1159/000443360.
[27]
MarchesiJR, AdamsDH, FavaF, et al. The gut microbiota and host health: a new clinical frontier[J]. Gut, 2016, 65(2):330-339. DOI: 10.1136/gutjnl-2015-309990.
[28]
WieërsG, BelkhirL, EnaudR, et al. How probiotics affect the microbiota[J]. Front Cell Infect Microbiol, 2019, 9:454. DOI: 10.3389/fcimb.2019.00454.
[29]
MansinhoA, MacedoD, FernandesI, et al. Castration-resistant prostate cancer: mechanisms, targets and treatment[J]. Adv Exp Med Biol, 2018, 1096:117-133. DOI: 10.1007/978-3-319-99286-0_7.
[30]
GomesAC, HoffmannC, MotaJF. The human gut microbiota: metabolism and perspective in obesity[J]. Gut Microbes, 2018, 9(4):308-325. DOI: 10.1080/19490976.2018.1465157.
[31]
ZhaoL, ZhangF, DingX, et al. Gut bacteria selectively promoted by dietary fibers alleviate type 2 diabetes[J]. Science, 2018, 359(6380):1151-1156. DOI: 10.1126/science.aao5774.
[32]
Sepich-PooreGD, ZitvogelL, StraussmanR, et al. The microbiome and human cancer[J]. Science, 2021, 371(6536)DOI: 10.1126/science.abc4552.
 
 
展开/关闭提纲
查看图表详情
回到顶部
放大字体
缩小字体
标签
关键词