2021-08-23
期刊：Fontiers in Oncology
影響因子：6.244
導讀
結直腸癌是世界三大常見的惡性腫瘤之一。在中國，結直腸癌的發病率和死亡率也居高不下。患者在出現腹痛、便血、嚴重貧血等癥狀就醫時，多數診斷為腫瘤中晚期，往往錯過了獲得早期治療的時機。結直腸癌診斷的傳統方法是結腸鏡檢，然而這是一種侵入式檢查，依從性較低，且費用較高，故不易普及。操作簡便、結果準確、成本低廉的結直腸癌輔助診斷方法對于腸癌的診斷和早期治療具有重大作用。
上海市東方醫院宋純、遼寧腫瘤醫院馬思平與派森諾合作，利用腸道菌群進行結直腸癌的診斷，開發了12個腸道菌與FOBT結合的方法，進行結直腸癌輔助診斷。該研究相關成果發表于期刊Fontiers in Oncology (IF=6.244)， 上海東方醫院袁彪，遼寧腫瘤醫院馬斌和派森諾余婧為此文的第一作者，東方醫院宋純和遼寧腫瘤醫院馬思平為此文的通訊作者。
方 法
該研究針對226例結直腸癌病人及156例正常人的糞便樣本進行了16s測序，分析不同組樣本的腸道菌群差異，并利用機器學習方法篩選結直腸癌的診斷標記物。
研究內容
1、結直腸癌病人的腸道菌群差異分析
通過對結直腸癌病人和正常人的腸道菌群分析，結果顯示，結直腸癌病人腸道菌群的α多樣性降低，兩者之間的β多樣性存在較大差異。
2、腸道菌群結構分析
利用LEfSe分析方法分析結直腸癌病人和正常人的腸道菌群的結構，結果發現在兩者在多個分類級別都存在差異。
在屬水平，正常人腸道含量最高的是Faecalibacterium (10.49%)， Bifidobacterium (7.65%)，Bacteroides (7.33%)，而結直腸癌病人腸道含量最高的是Faecalibacterium (6.37%)， Bacteroides (21.79%)，Prevotella (5.14%)。正常腸道中的有益菌Fecalibacterium和Bifidobacterium在結直腸癌病人腸道中分別下降了60%和35%。一些已報道的與結直腸癌相關的腸道菌，如Peptostreptococcus，Fusobacterium，Porphyromonas， Parvimonas，Gemella和 Prevotella，在結直腸癌病人腸道中的含量則大大升高。
針對腸道菌群的功能分析結果顯示，轉運相關的信號通路在結直腸癌病人腸道中增高，而代謝相關的信號通路在結直腸癌病人腸道中降低。
3、篩選結直腸癌診斷標記物
利用極端樹模型分類器，基于腸道菌含量特征，對結直腸癌病人和正常人進行進行分類，鑒定到12個菌可以區分兩者的菌群結構，并利用支持向量機模型進行機器學習，采用12個菌聯合FOBT檢測，其敏感性可達91.3%，特異性可達93.5%。
總結
通過分析腸道菌群鑒定到12個菌并FOBT檢測，開發了一組用于結直腸癌診斷的無創診斷標記物。該診斷方法與腸鏡檢查相比，具有無創無痛，操作簡便等優點。該方法表現出了優異的敏感性和特異性。
參考文獻：
Yuan B1, Ma B1, Yu J1, Meng QK, Du T, Li HY, Zhu YY, Sun ZK, Ma SP*, Song C*, Fecal Bacteria as Non-Invasive Biomarkers for Colorectal Adenocarcinoma. Frontiers in Oncology, (2021) 11:664321.
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