分子氢：菊粉抗肿瘤效应的潜在 “幕后推手”—— 开启癌症治疗新视野

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《Scientific Reports》：Molecular hydrogen as a potential mediator of the antitumor effect of inulin consumption

【字体：大中小】 时间：2025年04月04日 来源：Scientific Reports 3.8

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　　癌症威胁日益严峻，免疫疗法虽有突破但存在局限。为探究菊粉抗肿瘤机制，研究人员开展菊粉与分子氢（）关系的研究。结果发现，菊粉发酵产生的可能介导其抗肿瘤作用，这为癌症治疗提供新思路。

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　　癌症，如今已成为全球第二大死亡原因，且预计在未来 25 年，其威胁将进一步加剧。免疫疗法虽在癌症治疗中取得了显著进展，极大地改变了癌症治疗格局，改善了众多患者的预后，但它并非 “万能钥匙”，存在严重的炎症相关副作用，部分患者对其毫无反应。在此背景下，探寻新的癌症治疗策略迫在眉睫。菊粉，作为一种益生元，此前研究已证实其具有抗肿瘤特性，能促进肠道有益微生物生长，增强免疫监视，抑制肿瘤生长。然而，菊粉究竟如何发挥免疫刺激和抗肿瘤作用，其背后的机制却如同迷雾，尚未完全明晰。
为了揭开这层神秘的面纱，来自法国格勒诺布尔阿尔卑斯大学（Univ. Grenoble Alpes）等机构的研究人员开展了一项极具意义的研究。他们大胆假设，菊粉发酵产生的分子氢（

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）或许是介导其抗肿瘤效应的关键因素。该研究成果发表在《Scientific Reports》上，为癌症治疗领域带来了新的曙光。
在这项研究中，研究人员主要运用了以下几种关键技术方法：一是动物实验，选用 5 - 6 周龄的雌性 C57BL/6 小鼠，严格按照相关规定进行饲养和处理；二是呼出氢气评估，利用特定的临床前设备，精确监测小鼠呼出氢气的情况；三是吸入氢疗法（），通过自行研发的设备，让小鼠吸入含有特定比例

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的气体；四是细胞实验，培养表达卵清蛋白的 B16 黑色素瘤细胞（B16 - OVA）；五是肿瘤植入实验，将肿瘤细胞接种到小鼠体内；六是肿瘤消化和血液样本制备，获取相关样本进行后续分析；七是流式细胞术，用于检测细胞的各种指标。
下面来看具体的研究结果：

菊粉灌胃短暂刺激 GM 的产生：研究人员给两组小鼠分别灌胃水或 70mg 菊粉，随后利用实验室研发的设备，监测小鼠呼出的。结果发现，在菊粉摄入 1 小时后，氢气产生率（HPR）开始上升，2 小时后达到峰值，为 3.7 ± 0.8nmol/s，且至少持续 2 小时。虽然 3 小时后 HPR 有所下降，但 4 小时后仍显著高于对照组。基于此，研究人员确定让动物接受 2 小时的，以模拟菊粉灌胃诱导的产生峰值。
菊粉补充和诱导相似的血液免疫刺激作用：研究人员将小鼠分为三组，分别给予标准饮食（对照组）、70mg 菊粉灌胃、2 小时的 3% 吸入（组），每周 5 次，持续 2 周。15 天后采集血液样本，通过流式细胞术分析发现，菊粉和都能增加循环 T 淋巴细胞、和 T 细胞的水平，且都能显著提高、和 γδ T 细胞分泌干扰素 - γ（IFN - γ）的比例，表明两者具有相似的免疫刺激作用。
菊粉补充和倾向于诱导相似的抗肿瘤作用：同样对小鼠进行上述三种处理 2 周后，给小鼠皮下注射 B16 OVA 黑色素瘤细胞，继续维持原处理并监测肿瘤生长。结果显示，和菊粉补充都能显著抑制肿瘤生长，且两组之间肿瘤生长无显著差异。虽然由于部分肿瘤过小，无法对所有样本进行免疫浸润分析，但结果表明，两者都倾向于增加肿瘤中产生 IFN - γ 的、和 γδ T 细胞的比例，提示它们通过刺激免疫监视发挥相似的抗肿瘤作用。
研究结论和讨论部分指出，本研究首次提出菊粉发酵产生的可能是其免疫刺激和抗肿瘤作用的重要介导因素。研究人员开发的吸入方案模拟了菊粉灌胃后小鼠的产生模式，且菊粉和在增强免疫监视、抑制黑色素瘤生长方面表现相似。然而，发挥作用的具体机制仍有待进一步探索。此前研究表明，菊粉的抗肿瘤效果可能与 γδ T 细胞受体（γδTcR）激活有关，研究人员推测可能通过诱导 γδTcR 分子构象变化，激活 γδ T 细胞，但这还需要更多体外实验来验证。此外，其他免疫细胞群体如自然杀伤 T 细胞（NKT）、调节性 T 细胞（Tregs）等，以及 Ifng 基因的表观遗传调控，也可能在这一过程中发挥作用，目前这些假设尚未得到实验验证。
值得注意的是，菊粉发酵还会产生其他代谢物，如短链脂肪酸（SCFAs）。虽然 SCFAs 与肿瘤大小的减小有关，但它们在癌症治疗中的作用存在争议。一些研究表明，SCFAs 可以通过激活 T 细胞抑制肿瘤进展，而另一些研究则发现，血液中高水平的丁酸和丙酸与抗 CTLA - 4 免疫治疗的耐药性以及循环 Tregs 比例增加有关，且体内给予丁酸会抵消放疗和万古霉素对 B16 黑色素瘤小鼠的抗肿瘤作用。
本研究也存在一定的局限性。由于菊粉发酵会产生多种代谢物，目前无法特异性阻断产生而不影响其他代谢物，这使得难以完全确定的介导作用。此外，治疗组小鼠肿瘤较小，样本量受限，个体差异较大，这些因素导致在分析肿瘤浸润免疫细胞时无法进行有效的统计比较。
尽管如此，这项研究仍具有重要意义。它揭示了菊粉和在癌症治疗中的潜在联系，为癌症治疗提供了新的方向。对于无法耐受菊粉的患者，直接给予或许是一种有前景的替代治疗策略。未来，研究人员可以进一步优化实验设计，深入探究的作用机制，开展更多临床研究，推动在癌症治疗中的应用，为攻克癌症这一难题带来更多希望。