本文配图均来源于：Xiao Ding 等. Bacteroides fragilis promotes chemoresistance in colorectal cancer, and its elimination by phage VA7 restores chemosensitivity. Cell Host & Microbe, Cell Stem Cell, 2025, 33 (6): 941-956.e10 DOI: [10.1016/j.chom.2025.05.004]
 
研究背景
结直肠癌（CRC）是全球范围内发病率和死亡率均位居前列的恶性肿瘤之一，严重威胁人类健康。据世界卫生组织（WHO）统计，其在全球癌症发病率中排名第三，死亡率排名第二，且发病率呈逐年上升和年轻化趋势。在我国，结直肠癌的发病率和死亡率也位居恶性肿瘤前列，已成为重要的公共卫生问题。
目前，结直肠癌的治疗以手术切除为主，辅以化疗、放疗、靶向治疗和免疫治疗等综合手段。其中，5 - 氟尿嘧啶（5-FU）、奥沙利铂（OXA）等化疗药物是晚期或转移性结直肠癌的基础治疗方案，可显著延长患者生存期。然而，临床中约有 50% 的患者会出现化疗耐药，导致治疗失败、肿瘤复发和转移，这是当前结直肠癌治疗面临的核心挑战之一。
近年来，大量研究证实肠道菌群在结直肠癌的发生、发展及治疗反应中扮演着关键角色。肠道菌群失调可通过多种途径促进肿瘤发生，如诱导慢性炎症、产生致癌代谢物、调控免疫微环境等。同时，肠道菌群也深刻影响着肿瘤对化疗药物的敏感性：某些共生菌可增强化疗药物的抗肿瘤活性；而某些致病菌（如脆弱拟杆菌）则可通过激活肿瘤细胞内的信号通路，抑制化疗诱导的细胞凋亡，从而介导化疗耐药。
 
研究流程
Bacteroides fragilis promotes chemoresistance in colorectal cancer, and its elimination by phage VA7 restores chemosensitivity提供了关于脆弱拟杆菌(BF)在结直肠癌中功能和临床意义的证据，研究证明，BF通过其外膜蛋白 SusD/RagB 直接激活 Notch1 信号通路，从而介导化疗耐药；作者利用噬菌体VA7选择性消除 BF，可以恢复体外和小鼠模型中的CRC化学敏感性。这些发现对CRC患者的临床诊治具有重要意义。
  以6个月为观察期，将结肠癌患者（CRC）分为应答者和无应答者，化疗前粪便收集，进行宏基因组测序分析菌群组成（图1A）；LEfSe 分析筛选差异特征菌（图1B&E）；BF丰度与患者生存的关系（图1D&F）。结果：BF是化疗无反应的独立预测因子，BF可能是导致结直肠癌化疗耐药的影响因素。
  HT29异种移植至裸鼠后经5-FU/OXA处理后，BF、大肠杆菌或PBS每两周进行一次肿瘤内给药（图2A）；大肠杆菌和PBS组中，5-FU抑制了肿瘤生长，而 BF则削弱了这些作用（图2B-D）；通过TUNEL检测细胞凋亡，其中BF ⁺ 化疗组的细胞凋亡（TUNEL 阳性）比例远低于 PBS/EC ⁺ 化疗组。通过Ki67检测细胞增殖，BF ⁺ 化疗组的细胞增殖比例更高，说明化疗诱导的细胞凋亡被抑制，肿瘤细胞在化疗下仍在活跃生长（图2E-F）。BF的促耐药作用在Apc 基因突变的自发肠癌小鼠、AOM/DSS 诱导的肠癌诱发模型和人源化的人工生殖器AOM/DSS诱导CRC小鼠模型中是一致的（图2G-L）。 为了解BF驱动药物抗性的分子机制，通过GSEA分析，发现BF介导Notch信号通路可能为化疗耐药的核心通路；经BF处理后的HT29和HCT116中Notch1 的胞内活性片段（NICD1）、Notch1 总蛋白及下游靶基因（Hes1、c-Myc）的表达水平显著升高，说明BF 确实激活了 Notch 信号通路，并抑制了化疗诱导的凋亡。免疫荧光染色显示，在HT29细胞中Notch1活化（图3C）。加入 DAPT 抑制 Notch 通路后，BF ⁺ 化疗组的肿瘤负荷显著降低，与 PBS ⁺ 化疗组无显著差异，因此抑制 Notch 信号通路可以有效逆转 BF 介导的化疗耐药（图3E-G）；在 Notch1 敲除小鼠中，BF 无法再促进化疗耐药，BF ⁺ 化疗组的肿瘤负荷与PBS化疗组无显著差异，结论：Notch1 是 BF 介导化疗耐药的关键分子（图3H-J）。
 
  扫描电镜（SEM）和透射电镜（TEM）结果显示，BF可直接黏附于 HT29 和 HCT116 等结直肠癌细胞的表面，并与细胞膜形成紧密接触和局部凹陷结构。三维共聚焦成像进一步证实了 BF 与细胞的共定位，提示两者之间存在直接的分子相互作用；通过生物素远缘杂交（Biotin far-western）实验，从 BF 全蛋白中筛选出可与 HT29 细胞蛋白结合的特异性条带，经质谱鉴定为 SusD/RagB 家族外膜蛋白。GST pull-down 实验证实，纯化的 GST-SusD/RagB 融合蛋白可特异性地从 HT29 和 HCT116 细胞裂解液中拉下 Notch1 蛋白；通过不同浓度 SusD/RagB 处理后 Cleaved-Notch1（NICD1）及下游靶基因（Hes1）的表达和定位，验证BF 通过其外膜蛋白 SusD/RagB 直接结合并激活 Notch1 信号通路，从而促进结直肠癌化疗耐药（图4N-O）。
  为进一步验证SusD/RagB在脆性芽孢杆菌介导的化学耐药中的重要性，研究人员构建了SusD/RagB缺失的 BF（B. fragilisΔSusD/RagB）（见图5B和5C），未能诱导Notch1激活（见图5D）及在CRC细胞（图S7J）和HT29异种移植中出现化学耐药（见图5E和5F）。还构建了大肠杆菌MG1655，SusD/RagB（大肠杆菌SusD/RagB）（见图5G）。大肠杆菌SusD/RagB导致HT29异种移植中的化学耐药性（见图5H和5I），该效应被DAPT消除，证实SusD/RagB对脆弱拟杆菌的化学耐药作用至关重要。
  通过体外噬菌体杀伤实验、构建短期和长期噬菌体治疗模型，得出VA7可以特异性破坏BF，对EC无显著杀向作用，噬菌体VA7降低了BF在粪便以及肿瘤组织中的丰度，且对肝功能、肾功能和体重等无显著影响。
  最后，研究人员探究了VA7在体内克服BF的化疗耐药作用。构建HT29 异种移植瘤模型和AOM/DSS 诱导的 CRC 模型，分别给予 PBS、BF、BF+VA7 处理，同时联用 5-FU 或 OXA 化疗，BF+VA7分别抑制了BF介导的化疗中结直肠肿瘤的生长和肠道病变。结论：噬菌体 VA7 靶向清除 BF 可有效逆转化疗耐药，并恢复肿瘤对化疗的敏感性。

研究意义
本文提供了关于脆芽孢杆菌在结直肠癌中功能和临床意义的证据，BF通过SusD/RagB与CRC细胞相互作用，抑制化疗诱导的细胞凋亡。除此之外，还验证了利用噬菌体VA7可以选择性消除 BF，开发了噬菌体 VA7 靶向清除 BF 的策略，有效逆转了 Notch 通路激活和化疗耐药。噬菌体 VA7 对 BF 具有高度特异性，不影响其他肠道菌群，且体内安全性良好，为“精准微生物组干预”治疗肿瘤提供了成功范例。该策略可与现有化疗、靶向或免疫治疗联用，有望显著提升结直肠癌的整体治疗效果，并为其他肿瘤类型的菌群相关耐药研究提供借鉴。
方法与成像仪器

方法	成像仪器
立体组织宏观成像	体视显微镜
样品表面三维结构	透射电子显微镜
样品内部二维结构	扫描电子显微镜
Ki-67与TUNEL染色	多光子激光共聚焦显微镜
免疫荧光（IF）	荧光显微镜

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