题图 | Pixabay
撰文 | 宋文法
结直肠癌（CRC），是全球发病率第三的癌症，大约每25个人就有1人会在其一生中患上结直肠癌。而在我国，结直肠癌年发病率仅次于肝癌。更重要的是，近30年来，50岁以下的年轻人群中结直肠癌的发病率一直在上升。
结直肠癌的发病机制复杂，与饮食、肠道菌群、炎症和遗传因素有关。特定饮食，尤其是高脂肪、高糖的西方饮食，与肥胖、慢性炎症和CRC的发生有关。
此外，特定的肠道菌群，如产colibactin的大肠杆菌（pks+ E.coli），是一种与CRC相关的细菌，能够通过其产生的基因毒素colibactin诱导肠上皮细胞DNA损伤，促进癌症的发生。
2025年3月3日，多伦多大学的研究人员在"Nature Microbiology"期刊上发表了一篇题为" Dietary fibre counters the oncogenic potential of colibactin-producing Escherichia coli in colorectal cancer "的研究论文。
研究显示，缺乏可溶性纤维的低碳水饮食会改变肠道菌群组成，促进产colibactin的大肠杆菌生长，从而加剧colibactin生产，通过增加肠道炎症、诱导DNA损伤，加剧结直肠癌的发生。
此外，通过补充可溶性纤维，可减轻低碳水、低纤维饮食对结直肠癌的促进作用。
图：参考文献
在这项研究中，研究人员在小鼠模型中，分析了三种不同饮食与特定肠道细菌相结合对结直肠癌发展的影响，包括正常饮食（NCD）、低可溶性纤维的低碳水饮食（LC）、高脂肪高糖的西方饮食（WSD）。
首先，研究人员分别给小鼠接种了3种与CRC相关的细菌：脆弱拟杆菌（ETBF）、肝螺旋菌（H.hepaticus）和产colibactin的大肠杆菌（pks+ E.coli），然后评估不同饮食和细菌对CRC发展的影响。
结果发现，相比之下，LC饮食喂养的小鼠在接种pks+ E. coli后，结肠息肉数量显著增加，并且发育不良的腺瘤数量显著增加。
进一步分析发现，仅长期进行LC饮食也会导致结肠息肉数量更多，并且，LC饮食还与pks+ E.coli细菌具有协同致癌作用。
LC饮食促进结肠息肉（图：参考文献）
对3种细菌的肠道定植分析发现，LC饮食显著促进了pks+ E.coli细菌的定植，重要的是，pks+ E.coli细菌会产生具有基因毒素的colibactin，从而诱导肠上皮细胞DNA损伤。
LC饮食促进pks+ E.coli定植和DNA损伤（图：参考文献）
对肠道菌群组成分析发现，LC饮食会改变肠道菌群的组成，增加肠杆菌科丰度，而降低具有抗炎活性的双歧杆菌等丰度，并且pks+ E.coli的感染进一步加剧了LC饮食对肠道微生物群的影响。
此外，LC饮食导致肠道炎症增加，肠道炎症通过增加iNOS（诱导型一氧化氮合酶）的表达，增加了肠道内硝酸盐水平，这进一步促进了pks+ E.coli的生长和colibactin诱导的DNA损伤。
机制分析显示，LC饮食会增加肠道炎症，降低了PPAR-γ信号通路的活性，从而增加肠道内硝酸盐水平，PPAR-γ信号通路在调节肠道炎症和pks+ E.coli定植中起关键作用。
研究人员还发现，通过补充可溶性纤维，或PPAR-γ激动剂，可以减轻LC饮食和pks+ E.coli对CRC的促进作用。
补充可溶性纤维或PPAR-γ激动剂恢复PPAR-γ信号（图：参考文献）
对遗传因素分析发现，在错配修复（MMR）缺陷的小鼠模型中，pks+ E.coli诱导的息肉数量更多，且与炎症反应的加剧有关，这可能促进了CRC的发展。
不仅如此，研究人员还评估了人类数据，发现LC饮食与人类炎症和大肠杆菌增多有关。
研究人员表示，这项研究强调了长期采用低碳水化合物低纤维饮食的潜在危险，这种饮食是一种常见的减肥饮食，但可能会促进结直肠癌的发生。
综上，研究表明，低可溶性纤维的低碳水饮食与pks+ E.coli细菌具有协同作用，通过增加肠道炎症、诱导DNA损伤，加剧了结直肠癌的发生，PPAR-γ信号通路起着关键的作用，通过补充可溶性纤维，或PPAR-γ激动剂，可以减轻LC饮食和pks+ E.coli对CRC的促进作用。
参考文献：
https://doi.org/10.1038/s41564-025-01938-4
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