中国香港中文大学于君等研究发现，吸烟导致肠道菌群及其代谢物的组成发生改变，导致肠道屏障功能障碍和致瘤、促炎信号通路的激活，从而促进结直肠肿瘤的发生。控制肠菌可能是一种预防吸烟人群患结直肠癌的潜在策略。(Gut. 2022年4月6日在线版 DOI: 10.1136/gutjnl-2021-325021)

吸烟与肠癌的发病和死亡密切相关，探索其中机制十分必要。研究者将偶氮甲烷(AOM)处理的C57BL/6小鼠每天分别在清洁空气或香烟烟雾中暴露2小时，28周后，利用鸟枪法宏基因组测序和液相色谱-质谱法分析小鼠粪便中微生物和代谢产物的变化。结果显示，与对照组的小鼠相比，暴露在香烟烟雾中小鼠的结直肠肿瘤数目和大小显著提高;而且免疫组化和蛋白质印迹均显示肠道上皮中Ki67+细胞比例明显增加，提示香烟烟雾的暴露促进了小鼠结肠上皮细胞的增殖。

研究者利用鸟枪法宏基因组测序对两组小鼠的粪便微生物组进行分析，发现经过28周的处理后，香烟暴露组小鼠肠道菌群的alpha多样性明显降低，beta多样性聚类存在显著差异。

相对对照组小鼠来说，暴露在香烟烟雾的小鼠中有20种细菌发生了明显改变，其中Eggerthella. lenta和Staphylococcus capitis显著富集，肠道益生菌Lactobacillus reuteri、Parabacteroides distasonis和Bacteroides dorei减少。两组小鼠肠道菌群的关联性发生显著变化，在香烟烟雾暴露组的小鼠中，E. lenta与几种益生菌的丰度呈现负相关，伴随着E. lenta的富集，几种益生菌的丰度明显降低。

研究者通过液相色谱-质谱法分析了小鼠的粪便代谢物，发现两组小鼠的粪便代谢物具有显著差异，有41种代谢物发生了改变，主要富集在胆汁酸代谢通路中，其中牛磺脱氧胆酸(TDCA)的含量在香烟暴露小鼠中明显增高，而TDCA是次级胆汁酸中公认的致癌物。

通过相关性分析，研究者发现E. lenta与TDCA呈现最强的正相关性，两种减少的益生菌Lactobacillus jensenii、Lactobacillus crispatus与TDCA负相关。失调的肠道菌群及其代谢物很可能是小鼠发生CRC的重要推手。

研究者研究了香烟烟雾对小鼠肠道屏障功能的影响，检测了结肠紧密连接蛋白的表达水平，发现香烟烟雾明显降低claudin-3和闭锁小带-1(ZO-1)的表达水平;血清中脂多糖(LPS)水平显著提高，提示香烟烟雾会导致肠道屏障功能受损。

研究者对小鼠肠道上皮细胞进行了基因检测，发现与未吸烟组相比，香烟暴露组的小鼠肠道上皮细胞有19个基因上调，7个基因下调。富集结果显示，变化基因主要富集在丝裂原激活蛋白激酶(MAPK)信号通路。

研究者评估了两组小鼠肠道上皮中MAPK/ERK通路的激活情况。ERK1/2是MAPK/ERK通路中关键的调节蛋白，香烟烟雾能提高ERK1/2的磷酸化水平，磷酸化的ERK1/2与TDCA呈正相关。提示香烟烟雾诱导ERK1/2发生磷酸化，激活MAPK/ERK通路，从而促使结肠癌的发生。

为明确炎症相关基因表达的变化，研究者检测了两组小鼠肠道上皮细胞的炎症和自免相关基因表达情况。发现两组的差异基因主要富集在白介素17(IL-17)和肿瘤坏死因子(TNF)信号通路。qPCR结果验证了香烟暴露组中促炎因子Il17a和Cxcl2转录水平的增加以及抑炎因子Il10的降低，提示香烟烟雾促进结肠中炎症的发生。

为证实香烟烟雾引起的肠道菌群改变对结直肠肿瘤发生的直接作用，研究者对无菌小鼠进行了粪便菌群移植，将未吸烟组(GF-AOM)和香烟暴露组(GF-AOMS)小鼠的粪便分别移植到小鼠结肠部位，发现GF-AOMS肠道菌群的alpha多样性明显降低，beta多样性分析显示与GF-AOM小鼠有显著分离;E. lenta仍是在GF-AOMS中丰度最高的细菌，TDCA含量也显著增高。在GF-AOMS中，香烟烟雾组来源的微生物群同样增加结肠细胞增殖，损害肠道屏障功能，增强致癌信号通路MAPK/ERK和促炎基因的表达。肠道菌群的改变助力香烟烟雾在结直肠癌发生中的促肿瘤作用。

该研究发现，吸烟可通过调节肠道菌群组成，诱导肠道菌群失调，促进结肠肿瘤的发生;代谢方面吸烟明显促进TDCA的生物合成，其与肠道中E. lenta细菌呈显著正相关;吸烟会损害肠道屏障，激活致瘤性MAPK/ERK信号通路。研究首次建立了一种新型的肠道微生物介导的香烟烟雾致结直肠肿瘤发生机制，提示戒烟至少是通过重建健康的肠道微生物群来预防结直肠癌的可行方法之一。 (编译 张楠)