肠道微生物可通过改变细胞的行为影响癌症风险。
两位进化生物学家表示,具有防癌作用的微生物有助于维持身体细胞正常的合作行为,而促癌微生物则会破坏这种细胞合作。
有益微生物通常存在于植物性饮食中,这类饮食包括蔬菜、水果、酸奶和全谷物等食物。
有害微生物更多见于高度加工和以肉类为主的饮食,以及油炸和高糖食物中。
食物中的微生物会影响你的癌症风险。有些微生物帮助身体抵御癌症,另一些则助长肿瘤进化和生长。
肠道微生物可通过改变细胞的行为影响你的癌症风险。许多具有防癌作用的微生物有助于维持细胞正常的合作行为。与此同时,促癌微生物会破坏细胞合作,从而增加你的癌症风险。
我们是进化 生物学家,研究人体内合作与冲突如何发生,包括癌症如何进化并利用身体。我们的系统综述探讨饮食和微生物组如何影响体内细胞之间的相互作用,并由此增加或降低癌症风险。
癌症是细胞合作失调的结果
每个人的身体都是多细胞合作的交响乐。三十万亿个细胞彼此合作、协调,使我们成为能够存活的多细胞生物。
多细胞合作要正常运作,细胞必须采取有利于整体的行为,包括控制细胞分裂、适当的细胞死亡、资源共享、分工以及保护细胞外环境。多细胞合作使身体能够有效运作。如果基因突变干扰这些正常行为,就可能导致细胞合作失调,并引发癌症。
癌细胞可以被视为细胞中的“搭便车者”,因为它们不遵守合作行为的规则。它们不受控制地突变、逃避细胞死亡,并以牺牲其他细胞为代价过度占用资源。随着这些“搭便车”细胞不断复制,体内的癌症便开始生长。
从根本上说,癌症是多个细胞共同生活在一个生物体内所带来的问题。因此,癌症早在多细胞生命起源之初就已存在。这意味着,数亿年来,癌症抑制机制一直在进化,帮助控制可能发生癌变的细胞。细胞会监测自身是否发生突变,并在必要时诱导细胞死亡,也称为细胞凋亡。细胞还会监测周围细胞是否有异常行为,并向异常细胞发送信号,诱导其凋亡。此外,身体的免疫系统会监测组织并摧毁癌细胞。
能够逃过检测、避免凋亡并迅速复制的细胞,相比行为正常的细胞,在体内具有进化优势。这一发生于体内的过程称为体细胞进化,它会促使癌细胞生长并使人患病。
微生物可以促进或阻碍细胞合作
微生物可通过改变身体细胞彼此之间的相互作用,影响癌症风险。
有些微生物能够预防癌症,它们有助于维持健康的肠道环境、减少炎症和DNA损伤,甚至能直接抑制肿瘤生长。具有防癌作用的微生物,例如戊糖乳杆菌、加氏乳杆菌和两歧双歧杆菌,存在于环境和多种食物中,也可以在肠道中生存。这些微生物促进细胞之间的合作,并通过增强身体的抗癌防御来限制“搭便车”细胞的作用。例如,嗜酸乳杆菌会增加一种名为IL-12的蛋白质的生成,这种蛋白质可刺激免疫细胞攻击肿瘤并抑制其生长。
另一些微生物会诱导健康细胞发生突变,使细胞中的“搭便车者”更容易出现并胜过合作细胞,从而促进癌症。促癌微生物,例如粪肠球菌、幽门螺杆菌和乳头瘤病毒,与肿瘤负担加重和癌症进展相关。它们可以释放毒素,损伤DNA、改变基因表达,并增加肿瘤细胞的增殖。例如,幽门螺杆菌可通过分泌一种名为Tipα的蛋白质诱发癌症。该蛋白质能够穿透细胞、改变细胞的基因表达并促发胃癌。
有益于防癌的健康饮食
由于饮食决定了体内促癌和防癌微生物的数量,我们认为,摄入并培育的微生物是健康饮食的重要组成部分。
有益微生物通常存在于发酵食品和植物性饮食中,这类饮食包括蔬菜、水果、酸奶和全谷物等食物。这些食物营养价值高,含有的微生物能够增强免疫系统抵御癌症的能力,并降低整体炎症水平。高纤维食物具有益生元作用,因为它们能为有益微生物提供生长所需的资源,进而使宿主受益。许多抗癌微生物大量存在于发酵食品和高纤维食物中。
相比之下,有害微生物可见于高度加工和以肉类为主的饮食中。例如,西式饮食中含有大量红肉和加工肉类、油炸食品及高糖食物。众所周知,以肉类为主的饮食与较高的癌症患病率相关,而红肉是一种致癌物。研究表明,无论在人类还是其他物种中,以肉类为主的饮食都与促癌微生物有关,包括梭杆菌和消化链球菌。
微生物可以增强或干扰身体细胞之间的合作,从而影响身体预防癌症的能力。我们认为,有意识地培育能够促进细胞合作的微生物组,有助于降低癌症风险。

