腸道糞便微生物與結直腸癌有何關聯？
結直腸癌是全球范圍內最常見的惡性腫瘤之一。近年來，隨著生活水平的提高、飲食結構的改變以及人口老齡化，我國結直腸癌的發病率和死亡率呈上升趨勢，其中年輕結直腸癌發病率的上升尤為顯著。值得注意的是，年輕結直腸癌中僅有1/4患者有明確的家族遺傳變異，這部分人群有可能通過遺傳篩查實現早篩。但是，其余年輕患者因為未達到篩查年齡而不被作為常規結直腸癌篩查對象，同時也不是遺傳性腸癌提前篩查對象，發現時常常已經到進展期或者晚期。因此，研究年輕結直腸癌發病機制并制定新的篩查策略是全球腫瘤醫生亟需解決的難題。
近年來，腸道微生物與結直腸癌的發病的關系備受關注。國內外多個大型隊列研究相繼揭示與結直腸癌發病密切相關的腸道微生物特征，及其在結直腸癌早篩中的潛力。然而，這些研究主要針對結直腸癌全人群，年輕患者的比例較低，少有以年輕結直腸癌為對象的研究。因此，進一步以年輕結直腸癌患者為研究對象，探索年輕患者的腸道微生物特征，有望為年輕結直腸癌發病機制提供新的線索。
本研究納入并分析了就診于中山大學腫瘤防治中心的460例腸癌患者（包括167例年輕腸癌，占比36.3%）的糞便宏基因組數據以及復旦大學附屬腫瘤醫院公開發表的200例糞便宏基因組數據。雖然兩個中心的標本存在地域和實驗技術的偏差，但其分析結果共同揭示了與結直腸癌相關聯的菌群特征。四個細菌物種一致性地富集在年輕腸癌和老年腸癌中，包括Clostridium symbiosum（共生梭菌）、Hungatella hathweayi（哈撒韋梭菌）、Parvimonas micra（微小單胞菌）、Peptostreptococcus stomatis（口腔消化鏈球菌）。這四個細菌在既往研究中已被多次報道與結直腸癌關聯。
四個細菌物種在年輕和老年結直腸癌中表現出一致性的富集信號
具核梭桿菌（Fusobacterium nucleatum,Fn）是結直腸癌與腸道微生物研究中熱度最高的一個細菌。研究者利用高深度宏基因組數據，在菌株層面對Fn及其近源物種動物梭桿菌（Fusobacterium animalis,Fa）進行了深度解析，發現在結直腸癌患者的糞便中Fa的出現率和相對豐度都高于Fn。既往研究表明，Fn可以通過粘附蛋白附著到宿主細胞，引起DNA損傷。fadA基因是粘附蛋白的一個編碼基因，被稱為毒力因子。在僅含有Fn或Fa的CRC患者中，研究者發現fadA基因的含量沒有差異，表明Fn和Fa菌株很可能都攜帶有fadA毒力因子。
腸癌患者糞便中Fn及Fa菌株與毒力因子fadA的關系
最后，研究者整合本中心以及其他公開的結直腸癌糞便宏基因組數據，總共1922份標本，使用機器學習方法分別構建針對年輕和年老腸癌的分類器，并驗證分類效果。基于不同訓練樣本集的分類器，對年輕腸癌和老年腸癌都具有優秀的預測效果。這一發現進一步突顯了糞便微生物在結直腸癌（尤其是年輕腸癌）篩查中的巨大潛力。
基于腸道微生物宏基因組的結直腸癌分類器對年輕和老年腸癌的判別效果
這一研究成果拓寬了我們對結直腸癌與腸道微生物關系的理解，并進一步顯示了糞便微生物在結直腸癌篩查中的潛在應用價值。未來，腸道微生物有望成為年輕人結直腸癌風險的早期預警工具。
相關新聞推薦
1、RW、WK、SF發酵菌株不同組合對紫秋葡萄酒品質、香氣的影響（一）
2、不同濃度巴西蘇木素對耐碳青霉烯類鮑曼不動桿菌生長及抑制作用（一）
3、無性型蟲草菌株qsun-1發酵培養基組成成分優化及生長影響因素