《Science》保护人体免受有害辐射的肠道细菌

UNC Lineberger综合癌症中心的科学家和同事们于2020年10月30日发表在《Science》杂志上的一项新研究表明，如果小鼠的肠道中有特定类型的细菌，暴露在可能致命的全身辐射水平下也可以免受辐射损伤。

在临床环境中或意外暴露时吸收的辐射会对组织造成损害。在这项研究中，细菌减轻了辐射暴露，提高了血细胞生产的恢复和胃肠道（GI）的修复。

研究人员指出，一组“精英”小鼠的肠道中有两种细菌，即毛螺菌（Lachnospiraceae）和肠球菌（Enterococcaceae），如果它们肠道中有大量的这两种细菌，就能够强烈地抵抗强辐射的影响。对人类来说，这两种细菌在接受放疗的有轻度胃肠道症状的白血病患者中大量存在。

研究表明，这两种细菌的存在导致丙酸盐和色氨酸小分子的产量增加。这些代谢物提供了长期的辐射防护，减少了对骨髓干细胞生产的损害，减轻了严重胃肠道问题的发展，并减少了对DNA的损伤。在一些国家，这两种代谢物都可以作为健康补充剂购买，但之前没有证据表明这些补充剂对暴露在强辐射下的人有什么帮助。

“这些有益的细菌引起了肠道代谢物的深刻变化，”通讯作者、北卡罗来纳大学医学院遗传学教授，以及Lineberger免疫学项目的共同负责人Jenny P.Y. Ting博士说。

高水平辐射对身体器官的损害，无论是意外照射、癌症放疗、靶向辐射攻击等，都可能导致严重疾病甚至死亡。体内的血细胞和胃肠道的组织更新很快，因此特别容易受到辐射损伤。然而，在保护方面，胃肠道拥有超过10万亿微生物，它们在限制辐射引起的损害方面发挥着重要作用。

文章一作Hao Guo博士说：“很多机构已经做出了大量努力来缓解急性辐射症状，然而，这仍然是一个长期未解决的问题。 我们的工作产生了一个细菌和代谢物的综合数据集，可以作为一个强大的资源，在未来的微生物研究中确定可行的治疗目标。”

由于广泛用于癌症治疗的放射疗法通常会导致胃肠道副作用，研究人员希望了解他们在小鼠身上的实验如何能转化为人类。他们研究了21名白血病患者的粪便样本，这些患者将接受以干细胞移植为前提的放射治疗。科学家们发现，腹泻时间较短的患者比腹泻时间较长的患者具有更丰富的毛螺菌和肠球菌。这些发现与研究人员在小鼠身上的发现密切相关，尽管Ting警告说，需要更大规模的研究来验证这些结论。

重要的是，对于人类的潜在用途是补充了毛螺菌的小鼠的癌症放疗益处并没有减少。

“粒细胞集落刺激因子是唯一一种被FDA批准作为高剂量辐射暴露的有效对策的药物，但它价格昂贵，而且有潜在的副作用，”Ting说。“然而，我们可以培养的细菌，特别是相对便宜的代谢物，以及我们所吃食物中已经含有的元素，可能是一个很好的替代品。”

研究人员希望能很快在人群中开展一项临床试验，以测试将这些代谢物提供给接受辐射的患者的益处。

预祝项目在人体验证环节取得成功，一旦补充微生物成为处方，不仅是癌症患者的福音，也拯救了从事放射治疗的医护人员。