揭示人羣中結直腸癌糞便樣本中古細菌的改變,可作為診斷生物標誌物_風聞

古細菌是宿主微生物組的重要組成部分,但它們在結直腸癌(CRC)中的作用仍不清楚。

2024年10月25日,香港中文大學於君團隊在Gastroenterology(IF=25.7)在線發表題為”Multi-cohort analysis reveals altered archaea in colorectal cancer fecal samples across populations“的研究論文,該研究利用多隊列分析揭示了人羣中結直腸癌糞便樣本中古細菌的改變。

整體古菌α多樣性從HC、腺瘤患者轉移到CRC患者,甲烷菌門豐富,而甲烷菌門減少。Methanobrevibacter_A smithii和Methanobrevibacter_A sp002496065在多個隊列的結直腸癌患者中有富集,而包括Methanosphaera stadtmanae和methanomassiliicoccus_A ninteinalis在內。其中,M. stadmanae、Methanobrevibacter_A sp900314695和Methanocorpusculum sp001940805在HC-腺瘤-CRC序列中表現出遞進性降低。貧CRC產甲烷古菌與產丁酸菌表現出增強的共發生相互作用。與此一致,產甲烷相關基因和途徑在結直腸癌患者中富集。結合古細菌和細菌生物標誌物的模型在區分CRC患者和健康個體方面優於單一王國模型,在隊列分析中AUC範圍為0.744至0.931。這項多隊列分析揭示了健康個體、腺瘤患者和結直腸癌患者腸道古菌及其與細菌相互作用的顯著變化。古細菌生物標誌物結合細菌特徵,有可能成為結直腸癌的非侵入性診斷生物標誌物。

結直腸癌(CRC)是最常見的癌症之一,在全球發病率和死亡率方面排名第三。腸道微生物羣的失調,以致病性微生物的富集和保護性微生物的耗竭為特徵,已在結腸腫瘤發生中得到廣泛認可。然而,儘管作為腸道微生物組的穩定組成部分,古生菌在探索CRC宿主相關微生物羣落的研究中經常被忽視。古細菌具有不同於細菌和真核生物的特性,包括獨特的鞭毛蛋白和細胞壁中缺乏肽聚糖和脂多糖。儘管與細菌相比,腸道中古細菌的丰度相對較低,但古細菌對宿主腸道微環境的穩態至關重要。它們參與甲烷生成、碳水化合物代謝、三甲胺(TMA)代謝和免疫調節。在糞便和結腸活檢樣本中均檢測到結直腸癌中產甲烷古菌的改變。

古生菌分佈在多個隊列和分析工作流程的概述(圖源自Gastroenterology )由於在人類腸道中分離和培養古細菌存在困難,因此建議採用散彈槍宏基因組測序來全面分析腸道古細菌,並表徵它們在胃腸道疾病中的潛在作用。先前關於腸道古菌對CRC的貢獻的研究受到隊列規模小和古菌數據庫不完整的限制。一項研究進行了大樣本量的多領域腸道微生物組分析,以瞭解古生菌在結直腸癌中的分佈。然而,細菌和古細菌之間的相互作用以及健康對照-腺瘤-CRC序列中古細菌組成和功能的改變仍有待全面破譯。在這項研究中,作者進行了一項多隊列分析,包括10個已發表的隊列(n=2005)和一個內部隊列(n=419),以深入瞭解古細菌與CRC的關係。研究人員觀察到,在不同的隊列中,古細菌沿着健康對照(HC)- 4腺瘤-CRC序列轉移,α多樣性減少,產甲烷古細菌豐富,潛在的古細菌益生菌減少。該研究結果強調了結合古細菌和細菌特徵的通用生物標誌物面板在區分結直腸癌患者和健康個體方面的診斷潛力。

原文鏈接:https://www.gastrojournal.org/article/S0016-5085(24)05596-3/fulltext