
于君教授專訪:香港中文大學醫學院消化道腫瘤實驗中心主任
編者按:
目前對于人體內微生物尤其是腸道微生物的研究如雨后春筍般出現,研究人員希望通過研究人類腸道中的微生物群落,了解人腸道中細菌的物種分布,最終為后續研究腸道微生物與人的肥胖、消化系統疾病、糖尿病等代謝性疾病、免疫系統疾病、炎癥的關系提供非常重要的理論依據,達到預防和監控的目的。
于君教授長期以來從事消化道腫瘤分子機制、腫瘤基因組學、腫瘤分子標志物鑒定、腫瘤基因治療等。在腫瘤研究領域獲獎十余項,如, 國家自然科學二等獎一項 (2016);國家創新團隊獎(2016); 國家科技進步二等獎一項 (2012);教育部自然科學獎一等獎兩項 (2011, 2014); 教育部科技進步獎一等獎一項 (2012); 卓越科研獎等 (2016)。
此外,于君教授還將于2017.03.24-25日出席由生物谷主辦的“2017(第三屆)腸道微生態與健康國際研討會”,并為大家帶來題為“Microbiota in Colorectal Cancer”的報告。
那么對于近期消化領域的熱門研究,于君教授如何評價及其研究組在相關領域又有哪些新的突破呢?下面是生物谷的采訪。
生物谷:于教授您好,非常感謝您此次接受生物谷的邀請來參加“2017腸道微生態與健康國際研討會”。您一直致力于消化道腫瘤這一疾病領域的研究,請問從形成原因上看,消化道癌癥與其他種類的癌癥有什么不同?
回答:對于癌癥的發生并未有一個確定的因素。遺傳因素和環境因素都可以促進癌癥的發生發展,與其他癌癥相比,腸道微生態改變與消化道腫瘤的關系更為密切。研究腸道微生態的改變對消化道腫瘤的發生及作用和機制顯得更為重要。
生物谷:腸道微生物導致消化道腫瘤的主要途徑有哪些?如何監測?
回答:消化道腫瘤我們主要研究的是大腸癌和胃癌:
1)大腸癌(CRC): 已知的腸道微生態可能導致大腸癌的機制可概括如下:
首先微生物可以通過損傷DNA的方式引發大腸癌。例如,帶有“pks”基因島的某種腸致病性大腸桿菌可編碼聚酮肽基因毒素“Colibactin”,導致宿主腸上皮細胞內DNA錯配修復蛋白表達下調,直接導致DNA損傷,從而引發腫瘤。某些糞腸球菌(Enterococcus. Faecalis)可產生超氧陰離子(superoxide anions)從而造成宿主DNA損傷和基因組不穩定,導致腸上皮細胞異倍體突變,引發大腸癌變。另一個與大腸癌有關的微生物是腸毒性脆弱類桿菌(ETBF),分泌20kD金屬蛋白酶腸毒素(BFT)。當腸道上皮細胞株暴露于腸毒素時,細胞粘附分子被裂解,產生應激反應導致細胞因子信號途徑的活化,細胞增殖 。
其次,微生物還可以通過炎癥/免疫反應引發相關通路發揮作用。腸道菌群失調所導致的慢性炎癥被認為是大腸癌發生的高危因素。遺傳學,藥理學及流行病學數據均已證實。例如,細菌可以促進NF-κB和環氧合酶2 (COX-2)、前列腺素通路(Bcl)等相關同路的持續激活,釋放促炎細胞因子,增強活性氧和活性氮水平導致炎癥反復發作。炎癥信號進一步增加氧化應激,促進DNA誘變,導致腫瘤的發生;激活上皮細胞促存活和抗凋亡途徑,促進腫瘤的發展, 創造腫瘤微環境, 導致血管生成、遷移與腫瘤細胞浸潤, 促進腫瘤進展和轉移。例如在動物實驗中,腸毒性脆弱類桿菌(ETBF)在ApcMin/+小鼠體內還可激活STAT3信號通路,導致發生選擇性Th17免疫反應,分泌大量IL-1,明顯誘發結腸炎及大腸癌變。普通擬桿菌可通過Toll樣受體(Toll-like receptors, TLRs) 介導NF-κB的炎癥刺激導致腫瘤發生,NF-κB通過誘導Wnt信號通路的突變,進而導致腸道表皮細胞突變,并釋放炎癥因子(如IL-1, IL-6和IL-8等),粘附分子以及血管新生因子共同促進腫瘤細胞在腸道內的生存。
再次, 腸道微生態的變化同時也是大腸癌微生態環境代謝產物變化的結果,一些腫瘤相關的細菌能夠產生有毒代謝物,促進癌細胞的生長,例如丁酸。
可見細菌導致癌癥的分子機制不同且通路非常復雜。我們團隊率先采用宏基因組研究腸癌患者和健康人共128例糞便菌群組成差異(Gut 2017)及16S測序研究 259例腸粘膜癌前病變到癌變的菌群結構變遷(Nature Communications 2015)均證實腸道微生態失衡與腸癌密切相關;根據此兩個項目的成果及進一步的驗證,首次揭示多個候選大腸癌驅動細菌,包括P.anaerobius、P.stomatis和P.micra等;我們的前期研究表明部分細菌可通過激活胞內ROS,增加SREBP2轉錄活性并促進膽固醇合成,發揮促癌作用(Gastroenterology, 2017)。
2)胃癌:現階段與胃癌相關的細菌主要是幽門螺旋桿菌。幽門螺標菌通過分泌有毒物質導致氧化應激,慢性炎癥和宿主DNA損害,促進癌癥發生。 我們團隊的研究也發現其他和胃癌相關的細菌,希望可以進一步發現細菌促進胃腸道腫瘤的相關機制。
如何監測: 我們近期的研究發現可以通過定期檢查糞便中的細菌基因標記物來診斷和監測大腸癌,文章已經發表在相關的國際期刊上包括Gut (2016)和Clinic Cancer Research (2016)。
生物谷:您認為腸道微生物研究面臨的最大難點是什么?
回答:最大難點在于腸道菌群龐大,與人體的相互作用關系復雜。我們策略實首先通過單菌來研究其對大腸癌發生發展的作用,并研究宿主對細菌的反應來研究其交互作用。在其次通過多種細菌相互混合來研究其致癌作用,為之后的臨床研究提供理論依據。
生物谷:您怎么看益生元或益生菌對于腸道微生態平衡的影響? 是否有利于消化道腫瘤病人的健康恢復?
回答:益生菌:改善宿主腸道的微生態平衡,從而發揮有益作用一種活性微生物。益生菌主要有四大功能:
一,幫助消化吸收營養物質,許多益生菌菌株在腸胃中可形成各種消化酶,這些消化酶可以更好的幫助消化人體所攝入的食物以及吸收食品中的營養成分。
二,產生重要的營養物質,如維生素等,能夠對骨骼成長和健康有重要作用。
三,抵抗細菌病毒的感染,提升免疫力,益生菌可以通過殺滅有害菌的化學物質以及與有害菌競爭空間和資源來抑制他們的成長。
四,預防和治療某些疾病,如腸道綜合癥,呼吸道感染,生殖系統感染,過敏,口臭等。
益生元:是一種膳食補充劑,主要是由一些寡糖類的物質組成,也叫低聚糖。人體不能夠直接吸收和利用,但是這種物質卻可以促進益生菌的增長和繁殖。
益生菌和益生元都會影響腸道菌群的平衡,但影響的方式完全不同,關鍵在于益生菌是作為新的細菌進入人體腸道之中,改善人體腸道的微生態,而益生元卻是直接作用于人體腸道的菌群,二者之間相互聯系,相互促進。初步科學臨床實驗數據顯示:益生菌的補充或有助于免疫系統,腸道健康,預防癌癥等健康支持作用。同時多補充腸道益生菌也是戰勝癌癥的重要因素。 益生菌在預防癌細胞突變過程中與腸道黏膜細胞接觸的機會,減少癌變幾率;通過爭奪營養物質和產生酸性代謝產物,如細菌素,過氧化氫,直接抑制和殺滅致病微生物;通過代謝產生的酶和解毒物質減少和排除有毒物質,降解或吸附致癌物,從而減輕其毒性,凈化腸道;排斥有害菌的生長從而阻止腸內致癌物質的形成,改善腸道環境刺激;增強人體免疫系統,抵制癌細胞的繁殖。
生物谷:近年來,腸道微生物組的相關研究吸引了學術界的廣泛關注。除了消化道腫瘤,在許多生理甚至精神疾病的成因都在腸道微生物中找到了線索。請問您是怎樣看待這一發展趨勢的?
回答:根據比較無菌動物(Germ-free)與常規培養動物(SPF)的差異,證明腸道微生物在促進宿主免疫成熟,營養吸收代謝和神經發育等發面都有很重要的作用,而且疾病的發生發展多與免疫,營養吸收代謝和神經發育相關,因此許多生理甚至精神疾病的成因都在腸道微生物中找到了線索都是正常的,并且以后估計會有更多的疾病報道與腸道微生物相關。
精神疾病發面,最近報道Sampson T R等(Cell, 2016, 167(6): 1469-1480. e12.)發現:與移植正常人腸道微生物到無菌小鼠相比,移植帕金森綜合征患者的腸道微生物到無菌小鼠能促進小鼠a-突觸核蛋白介導的運動功能障礙癥。
腫瘤研究方面,我們實驗室準備發表的一個實驗結果顯示:與移植正常人腸道微生物到無菌小鼠相比,移植結直腸癌患者的糞便到無菌小鼠能顯著促進腸道上皮細胞PCNA的表達(細胞增殖的標記物)。
于君教授
香港中文大學教授、博士生導師;長江學者講座教授。香港中文大學醫學院消化道腫瘤實驗中心主任;香港中文大學消化疾病研究國家重點實驗室副主任;美國消化協會腫瘤常務理事 (American Gastroenterological Association Oncology Council Member);香港科學工作者協會副主席;國際癌癥基因組聯盟(International Cancer Genome Consortium, ICGC)委員。任十余種世界著名醫學編委(包括:Oncogene副主編, Life Science 副主編, Scientific Reports, Oncogenesis編輯)。
已發表SCI 研究論文290余篇,影響因子10以上52篇,包括: Nature、Nature Biotechnology, Cancer cell、Cell Metablism、J Clin Oncol、J Clin Invest、Mol Cell、Gastroenterology、Hepatology、Gut、Nature Communication等。
會議日程 |
2017年3月24日 星期四 |
時間 |
演講題目 |
演講人 |
單位 |
9:00-9:40 |
腸道微生態與人體健康 |
李蘭娟 |
浙江大學 工程院院士 |
9:40-10:20 |
醫學的系統論與整合觀 |
樊代明 |
第四軍醫大學西京醫院 工程院副院長/院士 |
10:20-10:40 |
茶歇&展臺參觀 |
10:40-11:20 |
腸道微生態與重大消化疾病 |
楊云生 |
中國人民解放軍總醫院 主任 |
11:20-12:00 |
生微生物對于個體發育的重要影響以及腦腸軸的形成與人類后天智力的關系(擬) |
金鋒 |
中國科學院心理研究所 研究員 |
12:00-14:00 |
午餐休息 |
14:00-14:40 |
腸道微生態的臨床應用研究 |
李 寧 |
同濟大學附屬十院腸道微生態治療中心 主任 南京總醫院腸道微生態治療中心 主任 |
14:40-15:10 |
精準解碼腸道微生物組的新方法和新思路 |
薛正晟 |
上海派森諾生物科技股份有限公司 博士 |
15:10-15:30 |
茶歇&展臺參觀 |
15:30-16:00 |
TBD |
TBD |
金唯智 |
16:00-16:40 |
從幽門螺桿菌根除治療的影響看腸道微生物組變化特征 |
張建中 |
中國疾病預防控制中心傳染病預防控制所 副所長 |
2017年3月25日 星期五 |
時間 |
演講題目 |
|
嘉賓 |
9:00-9:40 |
糞菌移植治療慢性乙型肝炎的研究 |
任建林 |
廈門大學醫學院微生態研究院 院長 廈門大學附屬中山醫院消化病醫院 執行院長 |
9:40-10:20 |
小腸菌群過度增殖(擬) |
姜 泊 |
北京清華長庚醫院消化內科 主任 |
10:20-10:40 |
茶歇&展臺參觀 |
10:40-11:20 |
Microbiota in Colorectal Cancer |
于 君 |
香港中文大學消化疾病研究所 主任 |
11:20-12:00 |
腸道微生態消化心身健康問題的處置 |
陳勝良 |
上海交通大學醫學院附屬仁濟醫院 教授 |
12:00-14:00 |
午餐休息 |
14:00-14:40 |
人體微生物組與精準醫學:我們該如何看待? |
朱寶利 |
中科院微生物研究所 研究員 |
14:40-15:10 |
野生動物保護宏基因組學研究進展與展望 |
魏輔文 |
中科院動物研究所 副所長 |
15:10-15:30 |
茶歇&展臺參觀 |
15:30-16:00 |
單細胞水平的功能基因組學、系統生物學和合成生物學(擬) |
徐 健 |
中國科學院青島生物能源與過程所 研究員 |
16:00-16:40 |
Gut microbiome and health at macro- and micro-scale |
王 軍 |
比利時魯汶大學 研究員 |
16:40 |
會議結束 |
2017(第三屆)腸道微生態與健康國際研討會
會議地點:上海星河灣酒店
會議優惠截止日期:3月10號