肠道微生物：与结直肠癌有关的细菌代谢产物

肠道菌群在结直肠癌中的作用机制尚不完全澄清，微生物的主要代谢产物，包括氨基酸、核苷酸、多糖、脂类和维生素，是维持肠道菌群生长所必需的。在大多数微生物细胞中，微生物初级代谢产物相似。初级代谢产物的合成是一个恒定的过程，合成障碍会影响正常的微生物活动。微生物次生代谢产物，包括生物碱、酚类、抗生素和色素，决定了菌群的特异性和功能。微生物有助于维持肠道微生态平衡。

（一）细菌糖代谢在结直肠癌中的作用

碳水化合物代谢对肠道菌群和结直肠癌具有重要意义。首先，氧在碳水化合物代谢途径的选择中起着决定性的作用。厌氧菌和需氧菌共存于肠道内。超氧化物、氧自由基和氧分子与大肠癌的发生密切相关。第二，二氧化碳和水是碳水化合物代谢的主要产物。细菌分解葡萄糖和乳糖并产生酸，保持酸碱平衡和调节渗透压。第三，三磷酸腺苷（ATP）是碳水化合物代谢过程中产生的，是一种向所有活细胞提供能量的重要化合物。磷酸戊糖代谢过程中产生的磷酸核糖是合成DNA和RNA所必需的，它们对于快速再生细菌和无限复制癌细胞尤为重要。第四，还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（reduced form of nicotinamide-adenine dinucletideⅡ，NADPH，还原型辅酶Ⅱ）糖代谢的中间代谢产物，参与磷酸化的蛋白质和基因。最后，线粒体是糖代谢的关键部位，同时线粒体功能失调是结直肠癌和肠道菌群失调最重要特征之一。

（二）结直肠癌中的肠道菌群与脂质代谢

许多研究指出，高脂饮食可诱发大肠癌，提示肠道菌群发挥不可替代的作用，但其具体机制尚不清楚。高脂肪饮食可增加结直肠的胆汁和胆汁酸分泌，一些梭菌可通过参与脂肪酸代谢过程中各种酶的合成，加速胆汁酸转化为次生胆汁酸。次胆汁酸作为致癌物质，通过多种分子机制来促进结直肠癌发生：合成氧自由基，断裂DNA链，使染色体不稳定，形成癌干细胞。脂肪酸、胆汁酸和肠道菌群之间的相互作用可以产生甘油二酯、前列腺素。白三烯通过激活免疫或炎症反应而导致肿瘤发生。(www.xing528.com)

（三）结直肠癌中肠道细菌和氨基酸代谢

氨基酸可用于合成蛋白质、多肽和其他含氮物质，而且，它们可以通过脱氨基、转氨基和脱羧分解为α-酮酸、胺和二氧化碳。研究显示硫、硝酸盐、硫化氢、氨气、胺等有毒物质参与了代谢过程，这些有毒物质可导致结直肠癌的发生。蛋白质含量高的食物残渣可刺激硫酸盐还原菌的生长。硫化氢是硫酸盐还原菌的产物，也是氨基酸代谢的中间产物。硫化氢引发多种致病性疾病，包括细胞增殖、分化、细胞凋亡和炎症，最终导致恶性肠上皮细胞转化。硝酸盐是无毒的，但肠道菌群使其很容易减少。亚硝酸盐与胺、氨基化合物和甲基脲等与含氮化合物结合后形成致癌的亚硝基化合物。此外，黏蛋白是氨基酸代谢的中间产物，是一种与肠道菌群协同作用的诱变剂。肠道菌群分泌的其他含氮物质参与激活和调控肿瘤发生过程中重要的信号分子和信号转导通路。

肠道菌群和宿主在生理条件下保持动态平衡。当这种平衡被破坏时，整个微生态系统发生了显著的变化。肠道菌群、代谢产物和宿主之间的协同作用在结直肠癌的发生和发展中起着关键性的作用。首先，微生物是结直肠癌的初始因素。肠道菌群分布和丰度的变化有助于炎症反应和免疫反应，并诱导肠黏膜细胞的恶性转化。肠道菌群的各种代谢产物可直接或间接促进结直肠癌的发生和发展。微生物代谢产物可能在平衡肠道微生态和发展结直肠癌中起着重要作用。结直肠癌是一种非细菌感染性疾病，近年来，通过测序16S r RNA和生物信息学分析显示，研究者们越来越关注大肠癌中的特异性细菌或微生物群的结构变化。进一步研究肠道细菌促进肿瘤发生和CRC-微生物协同进化的机制，可能是未来治疗的开发方向。