黑色素瘤免疫治疗炎症并发症的生物标志物
肠道是动物与微生物联系最紧密的地方，也是微生物寄居及发挥一系列作用最重要的场所。在正常情况下，寄主与肠道微生物之间处于一种互利共生的稳定状态，而这种内稳态一旦受到威胁和破坏，就会有疾病发生。大量人体肠道宏基因组学的研究表明，很多慢性疾病都与肠道微生物的组成相关。肠道微生物的变化可以作为疾病发生的生物标志物，从而指导临床治疗。
黑色素瘤，又称恶性黑色素瘤，是来源于黑色素细胞的一类恶性肿瘤，恶性程度高，预后差。具有高度侵袭性，早期就容易通过淋巴和血行转移，总体5年生存率低于10%，晚期恶性黑色素瘤5年生存率仅为5%左右，属于最难有效治疗的恶性肿瘤之一。早期诊断和治疗因而显得尤为重要。
恶性黑色素瘤往往表现出较好的抗原性和免疫原性，比如黑色素瘤的原发部位常常出现强烈的淋巴细胞浸润，进而导致部分甚至完全的肿瘤缓解，因此恶性黑色素瘤被认为是免疫原性肿瘤的最佳代表，免疫治疗也被认为是恶性黑色素瘤治疗的基石。免疫检查点疗法是一类通过调节T细胞活性来提高抗肿瘤免疫反应的治疗方法，所谓的免疫检查点其实是免疫系统中的抑制性通路，它们本来的作用是为了避免自身过度免疫，但在肿瘤患者中免疫检查点却是与肿瘤的免疫逃逸息息相关。
Ipilimumab是溶解性T细胞相关抗原（CTLA-4）的单克隆抗体，其作用机制为中和CTLA-4的免疫抑制作用，从而激发机体的抗肿瘤免疫反应，近年来以CTLA-4单抗为代表的免疫检查点抑制剂在黑色素免疫治疗领域取得了令人鼓舞的研究成果，具有良好应用前景。Ipilimumab可用于黑色素瘤患者术后的辅助治疗，可显著延长患者的总生存期，但是其在临床研究中表现出较大的不良反应，过高的药物相关性致死事件是辅助治疗的患者无法完全接受的，因此，如何正确的选择辅助治疗药物在临床及疾病治疗中有重要意义。
研究人员对转移性黑色素瘤Ipilimumab治疗伴结肠炎发生的前炎症反应相关粪便微生物群和微生物组分进行了前瞻性研究。
材料与方法
患者：转移性黑色素瘤患者34例，无结肠炎和肠切除历史，2月内无抗生素治疗。
处理：Ipilimumab单一治疗，每3周一剂量，共计4剂量。10个患者出现胃肠道炎症（PtC），其他无炎症反应（C-F）
样本：粪便样本，用药前、用药后炎症反应前取样
方法：16SrRNA测序，宏基因组测序（部分患者，10PtCvs12C-F）；
测序平台：IlluminaMiSeq
研究思路
样本采集→基因组DNA提取→16S测序→宏基因组测序（代表样本）→生物信息学分析（肠道微生物组分、丰度分析，菌落相关代谢通路功能分析）→生物标志物鉴定
研究结果
PtC患者和C-F患者肠道微生物组分相似，共有OUT在两组患者中的分布更为均匀；两组共有微生物多属于厚壁菌门，但是C-F组中拟杆菌门的微生物比例很大，这与宏基因组的结果一致。
C-F患者和PtC患者肠道微生物组分和丰度
进一步分析表明，拟杆菌门细菌在C-F患者中分布普遍，其OTUs相对丰度和数量显著高于PtC组患者；在C-F患者中Ipilimumab诱导的结肠炎抗性反应中，该门内的Bacteroidaceae、Rikenellaceae、Barnesiellaceae丰度显著性最高。
拟杆菌门及其他类细菌在不同组患者中的丰度比较
免疫介导的结肠炎发生过程中的遗传代谢通路分析显示，C-F患者和PtC患者肠道微生物组分相似性很大，亚精胺/腐胺多胺转运通道系统和3个vitaminsB生物合成中的3个功能模块B2、B5、B1在C-F患者中的丰度较高，其中多胺转运通道系统和B1功能模块与抗结肠炎发生有关，这些代谢通路的相对丰度在C-F患者中显著富集。此外，B7生物合成中的一个功能模块在C-F患者中的丰度更高。
结肠炎抗性反应相关的参与多胺转运系统和vitaminB合成的细菌模块
为了验证上述通路在预测患者结肠炎发生中的精确度，基于个功能模块，回归分析表明，多胺转运系统模块和B2、B5、B1模块的综合模型对炎症发生的预测精确度要优于单个模块的预测结果。上述鉴定结果，细菌代谢通路模块可以作为CTLA-4抑制剂诱导的结肠炎高风险发生的生物标志物，同时这些通路的存在可能是结肠炎抗性反应的原因。
鉴定患者结肠炎发生的细菌模块精度预测
本研究揭示了以拟杆菌门细菌为代表的菌群增长与阻碍检查点抑制诱导的结肠炎的发展之间的相关性、多胺转运通道与vitaminB生物合成代谢通路的缺少与增加结肠炎发生的风险的相关性。这些生物标志物的鉴定使干预减少癌症免疫治疗炎症并发症的风险成为可能。
参考文献
DubinK,CallahanMK,RenB,etal.Intestinalmicrobiomeanalysesidentifymelanomapatientsatriskforcheckpoint-blockade-inducedcolitis[J].Nature
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