顧名思義，腸道微生物群代謝產物是由腸道微生物群的代謝產生的。 腸道菌群與宿主的相互作用通常是通過腸道微生物群代謝物實現的。
就目前已鑑定的腸道菌群代謝物而言，根據其**和合成，可大致分為三類[1]：
1）腸道細菌從膳食成分中產生的代謝物;
2）宿主產生並由腸道細菌修飾的代謝產物;
3）腸道細菌重新合成的代謝物。
圖1腸道微生物群衍生代謝物的產生[1]。
膳食代謝物。
食物從口腔進入胃腸道，未消化的碳水化合物通過腸道微生物發酵成短鏈脂肪酸（SCFAS）。
SCFAS是腸道厭氧菌發酵的主要代謝產物[2]，可為不同組織提供能量，還可調節細胞增殖分化、激素分泌、免疫炎症反應的啟用。 例如，丙酸和丁酸可以抑制刺激誘導的粘附分子表達和趨化因子的產生，從而抑制單核細胞巨噬細胞和中性粒細胞募集，並具有抗炎作用[2]。
圖2SCFA對主機效能的影響[3]。
飲食中蛋白質的降解導致色氨酸的釋放，色氨酸可以被腸道微生物轉化為各種分解代謝物。 其中，吲哚、異丙醇和吲哚丙烯酸（IA）可通過降低腸道通透性來影響黏膜穩態; 吲哚還誘導腸內分泌 L 細胞釋放 GLP-1。 ILA、IAA、Skatole等作用於腸道免疫細胞中的AHR，從而以配體特異性方式改變先天性和適應性免疫反應; 色胺通過誘導 5-HT 的釋放來刺激胃腸蠕動。
此外，色氨酸分解代謝物通過腸上皮吸收並進入血液，其中一些（例如，IPA，IE，IA）具有抗氧化和抗炎作用，而硫酸吲哚酚（IS）在高濃度下具有細胞毒性作用[4]。
圖3微生物色氨酸分解代謝物對宿主生理的作用機制[3]。 動物性食物中的肉鹼和膽鹼化合物可通過腸道菌群代謝為三甲胺，然後進入肝臟並被黃素單加氧酶氧化生成三甲胺-n-氧化物（TMAO）[5]。 TMAO是許多慢性疾病的候選危險因素[6]。
宿主產生的代謝物的修飾。
進食後，十二指腸刺激膽囊收縮，此時在肝細胞中合成和儲存的原代BAS被排洩到腸道中。 在腸腔中，初級BAS可以溶解脂質，包括膽固醇和脂溶性維生素。 大約 95% 的原發性 BAS 通過 ASBT 主動重吸收回肝臟。
一小部分原發性BAS逃逸並到達結腸，腸道微生物群將原發性BAS轉化為次級BAS，這一過程涉及三大類細菌酶，主要結構修飾包括去偶聯、羥基差向異構化以及脫脂和脫羥基化，導致BAS庫多樣化並影響BAS訊號轉導[7]。
圖4肝臟BA合成、腸肝迴圈和體內微生物BA修飾[7]。
ba: bile acid; ca: cholic acid; cdca: chenodeoxycholic acid; dca: deoxycholic acid; udca: ursodeoxycholic acid; lca : lithocholic acid; tca: taurocholic acid; gca: glycocholic acid; c: cholesterol; bsep : bile salt-export pump; ntcp: na+-taurocholic acid co-transporting polypeptide; asbt : apical sodium-dependent ba transporter; ostα/β: organic solute transporter α/β; bsh: bile salt hydrolases; hsdh : hydroxysteroid dehydrogenase; bai : ba inducible genes.
自合成代謝物。
腸道微生物群本身也可以合成代謝物，例如（1）支鏈氨基酸（BCAA），可促進蛋白質合成並提供能量。 （2）多胺，能與蛋白質和核酸結合，調節細胞生長。 （3）維生素，在結腸中進一步利用[1]。 這3類由腸道菌群本身合成的物質，也可以由人體通過飲食獲得。
腸道微生物群代謝物和腫瘤免疫。
研究表明，70%的免疫細胞生活在腸道中，腸道微生物群衍生的代謝物繼續調節區域性和全身免疫細胞[1]。 例如，增加腸道丁酸水平可促進ILCS和CD4 + T細胞中IL-22的產生[8]。 色氨酸代謝物如IE顯著抑制NF-B和IL-10R的表達[9]。 石膽酸可降低IL-1、TNF-、caspase-1和IL-22的水平[10]。
圖5腸道微生物群衍生的代謝物調節宿主免疫反應[1]。
a） 腸道微生物群衍生的代謝物對 B 細胞、巨噬細胞和樹突狀細胞的影響;（b）腸道微生物群衍生代謝物對T細胞的影響。
腫瘤免疫一直緊密相連，一些微生物代謝物可以通過塑造宿主免疫來調節化療和免疫**的抗腫瘤功效，從而影響癌症的發展。
清華大學醫學院免疫研究所郭曉歡課題組發現，腸道菌群通過其代謝產物短鏈脂肪酸丁酸，增加CD8+ T細胞中ID2的表達，增強CD8+ T細胞的抗腫瘤免疫反應**[11]。
圖6腸道微生物代謝物通過調節細胞毒性CD8 + T細胞免疫來促進抗癌**作用[11]。 Maik Luu 等人將 B16ova 黑色素瘤細胞皮下注射到 CD45 中在2+小鼠中，發現戊酸和丁酸通過代謝和表觀遺傳重程式設計增強細胞毒性T淋巴細胞（CTL）的抗腫瘤活性[12]。 此外，色氨酸代謝物吲哚乙酸還可以提高胰腺導管腺癌小鼠的化療療效[13]。
本期將介紹近年來我國研究較多的腸道菌群代謝產物及其分類和組成，以及它們與腫瘤免疫的相關性。 希望大家對腸道菌群的代謝產物有個基本的了解，有需要的人也可以點讚收藏
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