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据该研究的论文作者之一、埃默里大学医学院内分泌学博士后Subhashis Pal称，这些发现突出了肠道微生物组在整体健康中的重要性，另外他还建议医生在使用抗生素疗法治疗癌症或其他疾病时应该仔细考虑胃肠道的影响。
“任何损害肠道微生物组的疾病或疗法都可能对我们的健康产生负面影响，”他在美国德克萨斯州奥斯汀举行的美国骨与矿物研究学会年会上提交了这份报告。
“在我们的研究中，我们发现肠道微生物组通过促进肠道自然杀伤(NK)细胞和T辅助(Th1)细胞的扩张并增强它们向肿瘤部位的迁移，这抑制了小鼠黑色素瘤骨病变的发展，”Pal博士说道，“使用口服抗生素耗尽了肠道微生物组并减少了肠道NK细胞和Th1细胞的数量。这使得小鼠更容易受到肿瘤生长的影响。他们的黑色素瘤肿瘤负担比肠道微生物组完整的对照组小鼠要高。”
溶骨性骨转移是恶性黑色素瘤的一种并发症。研究人员假设，用抗生素耗尽小鼠的肠道微生物群会影响它们的肠道免疫细胞，从而改变它们的免疫反应并导致骨转移加速。他们将B16F10黑色素瘤细胞注射到用广谱抗生素治疗的小鼠的心脏和骨骼中。正如预期的那样，跟没有得到治疗的对照小鼠相比，抗生素注射增加了这些动物的骨转移生长。
该研究揭示了黑色素瘤转移性生长的机制。对肿瘤病灶内的Peyer's patches和骨髓细胞的流式细胞仪分析表明，微生物群的耗竭抑制了黑色素瘤诱导的肠道NK和Th1细胞的扩张及它们从肠道向肿瘤患者骨骼的迁移。使用Kaede小鼠直接测量NK和Th1细胞的迁移能够直接追踪肠道淋巴细胞，进而发现抗生素将NK和Th1细胞从肠道向肿瘤部位的迁移减少了约8倍。据悉，Kaede小鼠是一个表达可光转化的荧光蛋白的品系。
当NK细胞和Th1细胞作为身体免疫反应的一部分离开肠道时，这一过程是由S1PR5和S1PR1受体介导。通过受体对细胞的迁移进行药物阻断--涉及NK细胞的S1PR5或涉及Th1细胞的S1PR1--模仿了抗生素的效果。阻断阻止了NK细胞和Th1细胞在骨髓中的扩张并导致骨转移的加速增长。
循环中的NK和Th1细胞涌入肿瘤部位是由骨髓细胞表达的趋化因子配体CXCL9和NK和Th1细胞表达的CXCR3引导。全局性的CXCR3缺失或CXCL9的抗体中和则降低了肿瘤NK和Th1细胞的频率并增加了肿瘤的生长。
Pal博士表示，这项研究强烈表明，抗生素诱导的微生物组改变可能不仅对黑色素瘤而且对其他疾病都有负面的临床后果。“如炎症性肠病或其他产生炎症的肠道状况可能会导致Th17细胞、肠道内TNF产生细胞数量增加，并最终对我们的骨骼健康产生负面影响。同样，我们已经看到，在外科绝经的小鼠模型中，雌激素水平的降低导致细菌代谢物更容易通过肠道屏障并过度激活免疫系统。结果，肠道和骨髓产生细胞因子的T细胞数量上升，这很大程度上促成了骨质流失的发生。”
此外，他还补充道：“我们应该非常小心我们的肠道微生物组和抗生素疗法的不可预见的不良后果。相反，益生菌可以在保持健康的肠道微生物组和更好的整体健康方面发挥重要作用。”
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