Gut:中肿团队发文,肠道微生物代谢物可助力结直肠癌预警

2021
09/09

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生物谷
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来自中国医学科学院肿瘤医院的研究人员进行了一项探究,以剖析血清中与肠道微生物相关的代谢物,并研究这些代谢物是否能区分结直肠癌(CRC)或腺瘤患者与正常健康人。

大肠癌(CRC)已成为全球范围内的一个日益严峻的挑战,其早期诊断被认为是提高CRC患者生存率的有效途径。目前,人们已经采用了几种方法来检测CRC,包括非侵入性方法,如粪便隐血试验(FOBT)和癌胚抗原(CEA)试验,以及侵入性程序,如结肠镜检查。然而,由于非侵入性试验的准确性低以及侵入性试验造成的损害,这些方法的大规模使用受到限制。

微生物组对人类疾病(如癌症)的影响正引起人们越来越多的关注。在所有的肿瘤中,胃肠道恶性肿瘤由于其空间上的接近性而受到肠道细菌的深刻影响,它们与肠道微生物组的关系已被深入研究。

 腺瘤或CRC患者的肠道微生物组的组成可发生明显的改变,细菌属、副细菌属、双歧杆菌属和假单胞菌属的数量增加,而鲁米球菌、双歧杆菌和链球菌属的数量减少。这些改变的微生物组可以调节局部免疫反应,产生基因毒素,如大肠杆菌素,和微生物组特有的代谢物,如次级胆汁酸和短链脂肪酸,可以调节肿瘤的发生和发展。


肿瘤的发生还伴随着代谢状态的全面改变,影响到肿瘤组织和周围的微环境和大环境。与基因组和蛋白质组的改变相比,代谢变化可以更直接地关联到肿瘤细胞的状态,因此是检测肿瘤发生的生物标志物的一个有希望的来源。各种研究表明,肠道细菌产生的代谢物可以进入血液循环,并在远端器官发挥调节功能。近年来,与CRC密切相关的血清代谢物被密集地调查,目的就是开发诊断性生物标志物。

最近,来自中国医学科学院肿瘤医院的研究人员进行了一项探究,以剖析血清中与肠道微生物相关的代谢物,并研究这些代谢物是否能区分结直肠癌(CRC)或腺瘤患者与正常健康人。

通过整合粪便代谢组和血清代谢组分析,研究异常结直肠患者的肠道微生物相关血清代谢物的明显改变

研究人员通过液相色谱-质谱法和配对粪便样本的元基因组测序对非目标血清代谢组学进行综合分析,以确定CRC和腺瘤患者中丰度明显改变的肠道微生物相关代谢物。通过靶向代谢组学分析,研究人员检验了这些代谢物区分CRC和结直肠腺瘤的能力,并建立了一个基于肠道微生物相关代谢物的模型,而后在一个独立的验证队列中进行了评估。

该研究总共发现有885种血清代谢物在CRC和腺瘤中有明显的改变,包括8种肠道微生物相关的血清代谢物(GMSM小组),这些代谢物在靶向和非靶向代谢组学分析中都能重复检测,并能准确区分CRC和腺瘤与正常样本。

基于GMSM小组的预测CRC和结直肠腺瘤的模型在建模队列中产生的曲线下面积(AUC)为0.98(95% CI 0.94至1.00),在验证队列中产生的AUC为0.92(83.5%敏感性,84.9%特异性)。在验证队列中的样本中,GMSM模型明显优于临床标志物癌胚抗原(AUC 0.92 vs 0.72),并且对腺瘤(AUC=0.84)和早期CRC(AUC=0.93)也显示出有希望的诊断准确性。

因此,CRC患者的肠道微生物组重编程与血清代谢组的改变有关,GMSMs有可能应用于CRC和腺瘤的检测。
 
原始出处:
Feng Chen et al. Integrated analysis of the faecal metagenome and serum metabolome reveals the role of gut microbiome-associated metabolites in the detection of colorectal cancer and adenoma. Gut (2021). 

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关键词:
微生物,腺瘤,肠道,血清,代谢物

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