Микробиом и рак: есть ли связь?

В желудочно-кишечном тракте человека живет до 3 кг бактерий, что, например, в два раза больше массы головного мозга¹. И, конечно же, они не могут не влиять на состояние здоровья. Рассказываем, как ученые ищут связь между микробиомом, населяющим организм человека, и разными видами рака.

Человек живет в симбиозе (форме взаимоотношений двух организмов, при которой оба получают пользу) с десятками триллионов микроорганизмов, относящихся более чем к тысяче видов¹. Наш организм дает им место обитания и источники питания, а в ответ получает помощь в пищеварении, синтез ряда витаминов и биологически активных веществ, подавление роста патогенных микробов, участие в иммунных реакциях, в детоксикации и выведении токсинов. При этом соотношение различных видов бактерий у всех органов разный, так как каждый из них выполняет свою функцию. Именно поэтому иногда микробиом человека еще называют скрытым физиологическим “органом”². Кстати, термин “микрофлора”, хоть и используется в рекламе и популярной литературе, сегодня считается устаревшим, и для названия совокупности живущих с нами микроорганизмов вместе с их генетическим материалом используется термин “микробиом”.

Ученые подсчитали, что число генов только кишечных микроорганизмов в 150 раз превышает число генов человеческих клеток³. В связи с этим появилась теория о возможном влиянии человеческого микробиома на развитии многих заболеваний, в том числе и онкологических.

Конечно, процесс зарождения и развития злокачественной опухоли обусловлен множеством факторов как самого организма, так и внешней среды. Однако появляется все больше работ с указанием на то, что измененный (ненормальный) микробиом может образовывать соединения и токсические формы кислорода, повреждающие ДНК человеческих клеток, а также нарушать иммунные механизмы, направленные на уничтожение опухолевых клеток, и поддерживать хронический воспалительный процесс⁴.

По данным Международного агентства по изучению рака, из тысячи видов микроорганизмов, населяющих наш организм, только 10 определенно связаны с появлением онкозаболеваний⁵. Так, например, развитие рака желудка связывают с колонизацией Helicobacter pylori, а рака шейки матки – с вирусом папилломы человека.

За последние 10-15 лет было опубликовано достаточно много исследований микробиома у онкологических больных, где были установлены связи между различными типами рака и конкретными микроорганизмами.

Пожалуй, наиболее разнообразное сообщество микроорганизмов представлено именно в кишечнике. В норме слизистую толстого кишечника колонизирует более 1000 видов микробов, большинство из которых могут жить лишь при отсутствии кислорода, поскольку тот для них губителен. При искажении нормальных пропорций среди этой микробной популяции, в толстом кишечнике начинают размножаться патогенные бактерии и развивается дисбиоз - нарушение баланса бактерий⁴.

По данным нескольких исследований,разнообразие и состав микробиома кишечника у больных с колоректальным раком отличались от здоровых людей: присутствие бактерий рода Fusobacterium, Peptostreptococcus, Bacteroides и Escherichia coli было более выраженное, а Clostridium и Coprococcus — менее^6,7. Ученые пришли к выводу, что подобный дисбаланс в микрофлоре может способствовать процессу образования опухолей в толстом кишечнике.

Долгое время считалось, что моча здорового человека стерильна и не содержит каких-либо микроорганизмов. В начале 2000-х годов сразу несколько исследований выявилив моче здорового человека 25-40 видов “дружественных” бактерий⁷.

Эти данные натолкнули ученых на мысль, что развитие рака мочевого пузыря может быть связано с нарушениями микробиома мочи. На сегодняшний день нет крупных исследований, где была бы показана эта связь. Однако опубликованы результаты нескольких небольших исследований, в которых видна разница в микробном составе мочи у пациентов с раком мочевого пузыря и у здоровых людей. Эти данные требуют дальнейшего изучения⁸.

Как и в случае с мочой, в течение многих лет легкие рассматривались как стерильный орган, не содержащий микрофлоры. Исследования последних лет показали, что это не так. Ежедневно человек “пропускает” через свои легкие сотни литров нестерильного воздуха⁹. Основная бактериальная флора в здоровых легких — бактерии рода Bacteroidetes и Firmicutes^10,11.

В последнее время ученые стали отмечать, что микробное сообщество легких у больных со злокачественной опухолью и у здоровых людей различаются. Микроорганизмы могут способствовать появлению и росту опухоли за счет выработки токсинов и других факторов, поддерживающих воспалительный процесс. Эта мысль находит все больше подтверждения в работах ученых. Одни авторы отмечают, что у больных раком легочная ткань колонизирована грамотрицательными бактериями: Haemophilus influenzae, Enterobacter spp. и Escherichia coli¹². Другие предлагают рассматривать бактерии рода Veillonella и Megasphaera как биомаркеры (биологический индикатор) рака¹³. Третьи связывают развитие мелкоклеточного рака легкого с бактерией рода Acidovorax¹⁴. Единого мнения по поводу причинного фактора в научной среде нет.

Стенки кишечника достаточно хорошо задерживают бактерии и их токсины, не давая им попасть в кровоток. Несмотря на это все-таки часть микроорганизмов и токсинов проходит через стенку и по воротной вене попадает в печень, где задерживается и обезвреживается. Печень - своеобразный фильтр, находящийся между кишечником, богатым микроорганизмами, и системным кровотоком, который в норме стерилен.

Гепатоцеллюлярная карцинома, или рак печени, может стать исходом целого ряда хронических заболеваний печени - неалкогольной жировой болезни печени, хронических вирусных гепатитов, цирроза. Исследования показали, что изменения в кишечной микрофлоре (дисбиоз) вносят свой вклад в развитие и прогрессирование неалкогольной и алкогольной болезней печени, цирроза печени. Поддерживая хронический воспалительный процесс в печени, нарушение нормального микробного баланса способствует развитию злокачественной^15,16.

Кроме того, недавнее исследование показало прямое влияние нарушенного микробного равновесия в кишечнике на развитие рака. Ученые выяснили, что нарушение кишечной микробиоты у мышей ведет к повышению уровня дезоксихолевой кислоты - желчной кислоты, синтезируемой при участии кишечной флоры. После всасывания в кишечнике, дезоксихолевая кислота попадает в печень, где повреждает ДНК звездчатых клеток. Они в свою очередь секретируют различные воспалительные и опухолевые факторы в печени и, как следствие, стимуоирует развитие рака. Ученые предполагают, что такой же механизм применителен и к человеку^15,16,17.

Сегодня идея связи изменений состава микробного сообщества с развитием рака находит все больше подтверждений в исследованиях, а микробиом человека начинает рассматриваться как важный фактор развития целого ряда онкозаболеваний. Механизмы взаимоотношений между микробами, живущими в нашем организме, пока не до конца ясны. Однако исследования в этой области проводятся постоянно и по всему миру, а это значит, что в ближайшие годы человечество может получить инструменты профилактики и ранней диагностики многих заболеваний.

M-RU-00002524 март 2021