UNC Lineberger综合癌症中心的科学家及其同事于2020年10月30日在《科学》杂志上发表的一项新研究表明，暴露于可能致命的人体总辐射水平的小鼠如果肠道中有特定类型的细菌，则可以免受辐射损害。在临床环境中或意外接触过程中吸收的辐射可能会损坏组织。在这项研究中，细菌减轻了辐射暴露，提高了血细胞产量的恢复以及胃肠道的修复。
研究人员指出，只有一组“精英”小鼠具有强烈抵抗强辐射作用的两种细菌，即Lachnospiraceae和Enterococcaceae，具有很高的丰度。对于人类而言，重要的是，发现这两种细菌在接受放射疗法的患有轻度胃肠道症状的白血病患者中含量很高。
研究表明，两种细菌的存在导致称为丙酸酯和色氨酸的小分子产量增加。这些代谢物可提供长期保护，防止辐射，减轻对骨髓干细胞生产的损害，减轻严重胃肠道疾病的发展，并减少对DNA的损害。在某些国家/地区可以购买两种代谢物作为保健品，但目前尚无证据表明该保健品可以帮助暴露于强烈辐射形式的人们。
通讯作者，珍妮·平廷博士，UNC医学院遗传学教授威廉·兰德·肯南和UNC Lineberger表示：“真正的跨UNC合作努力表明，这些有益细菌引起了肠道代谢的深刻变化。”免疫学计划共同负责人。
高剂量的辐射对身体器官的损害，包括意外暴露，癌症放疗，定向辐射攻击以及其他形式的辐射，都可能导致严重的疾病甚至死亡。人体中的血细胞以及胃肠道中的组织会快速更新，因此特别容易受到辐射损伤。但是，从保护性的角度看，胃肠道中有超过10万亿种微生物，它们在限制辐射引起的损害中可能发挥重要作用。
“这是联邦政府为减轻急性放射症状做出的巨大努力，但是，这仍然是一个长期未解决的问题，”丁恩实验室的博士后研究员，第一项研究报告的作者郝浩说。“我们的工作产生了细菌和代谢产物的完整数据集，可以作为确定未来微生物组研究中可行的治疗靶标的有力资源。”
由于广泛用于治疗癌症的放射疗法通常会导致胃肠道副作用，因此研究人员想了解他们在小鼠中进行的实验如何转化为人。他们与杜克大学，纪念斯隆·凯特林纪念大学和威尔·康奈尔医学院的同事合作，研究了21名白血病患者的粪便样本，这些病人由于放疗是艰巨的干细胞移植条件而需要接受放射治疗。科学家们发现，腹泻时间较短的患者比腹泻时间较长的患者的乳酸菌和肠球菌的丰度明显更高。这些发现与研究人员在小鼠中的发现密切相关，尽管Ting警告说，需要大量更大的研究来验证这些结论。
对于潜在的人类使用而言，重要的是，在补充了豚草科的小鼠中，癌症放疗的益处并未减少。
丁说：“粒细胞集落刺激因子是唯一被FDA批准为高剂量辐射暴露的有效对策的药物，但它价格昂贵并且具有潜在的不良副作用。” “但是，我们可以培养的细菌，尤其是相对便宜并且已经成为我们所吃食物中的元素的代谢物，可能是一个很好的选择。”
研究人员希望尽快在人们身上进行临床试验，以测试将这些代谢物给予接受放射治疗的患者的好处。
