肠癌检测进入“定点”时代:位置特异性菌群助力精准筛查
结直肠癌(Colorectal cancer, CRC)是全球第二大癌症致死原因。当前CRC的诊断手段(如结肠镜检查)侵入性强、依从性差,而非侵入式粪便检测(如FIT)虽然广泛应用,但敏感性与特异性均有限。近年来,肠道菌群作为疾病标志物的潜力逐渐被认识。已有研究表明,CRC患者的菌群存在明显异常,但这些研究多数未考虑肿瘤发生部位对菌群的潜在影响。而这项最新研究,通过六个大型数据集共1375份样本的整合分析,首次系统地揭示了不同CRC部位粪便菌群的渐进式变化特征及其临床意义,为开发高效非侵入式诊断工具提供了新策略。
一、研究设计与样本来源
本研究纳入包括香港、云南在内的两个自建队列以及四个公开数据集,共分析了128例右侧结肠癌(rCRC)、168例左侧结肠癌(lCRC)、250例直肠癌(RC)和829例健康对照。研究利用粪便宏基因组测序,结合标准化分析流程,剔除干扰因素(如年龄、BMI、地理差异、平台差异)后,确保结果的跨队列稳定性与可信度。
二、菌群变化:从右到左,渐进演替
研究发现,从右侧结肠到左侧结肠再到直肠,CRC患者粪便中的主要菌群成分呈现规律性变化:
- Firmicutes逐渐升高,而Bacteroidetes逐渐减少;
- 微生物多样性(α多样性)从rCRC最低到RC最高;
建立的菌群“失调指数”(Firmicutes/Bacteroidetes比值)与患者预后正关指数越高,预后越好。
三、位置特异性菌群:精确识别“肿瘤坐标”
差异菌种分析识别出与不同部位CRC显著相关的细菌:
- rCRC特异菌:Veillonella parvula、Alistipes onderdonkii
- lCRC特异菌:Streptococcus anginosus、Porphyromonas gingivalis
- RC特异菌:Peptostreptococcus anaerobius、Porphyromonas asaccharolytica
此外,部分菌种如Fusobacterium nucleatum在所有CRC部位均富集,属于广泛关联的“泛CRC菌群”。
四、预后关联:菌群预测生存期
研究进一步发现,肿瘤部位相关菌群的丰度与患者生存期密切相关:
- rCRC患者中,V. parvula等7种菌丰度越高,预后越差;
- lCRC和RC患者中,某些特异菌也与较差生存率相关;
- 这些菌种的预后预测能力仅在其对应部位显著,不具有跨部位预测效果。
五、诊断价值:菌群比FIT更准?
研究基于随机森林算法构建了三套位置特异性菌群诊断模型,分别针对rCRC、lCRC和RC,AUC均超90%:rCRC特异性菌群模型91.59%;lCRC特异性菌群模型91.69%;RC特异性菌群模型90.53%。研究还提出整合三类位置特异性菌群的“3Region-CRC模型”,AUC为91.38%,显著优于传统非特异性菌群模型(AUC 82.92%)及FIT(AUC 83.91%)。
展望
本研究首次系统性地揭示了CRC不同肿瘤部位粪便菌群的演变模式与特征,并证实:粪便菌群具有高度空间特异性;菌群可作为精准诊断与分型工具;未来菌群检测或将取代FIT,成为CRC早筛利器。研究还建议未来应开展配对肠道组织与粪便菌群联合分析,并在动物模型中进一步验证特异菌种的功能作用。广东省科学院微生物研究所吴清平院士团队针对人体健康与肠道功能微生物做了多项研究,目前具有多株专利菌株,如抗幽门螺杆菌的LP1Z,缓解高血压菌株61-2,抗皮肤老化功能的发酵乳杆菌XJC60,促进睡眠的植物乳杆菌L5等,吴清平院士团队的多项研究均表明,肠道微生物与人体健康的各个方面都息息相关,益生菌在治疗相关疾病方面展现出了巨大的潜力。
参考文献:Lin Y., Lau H.C.-H., Liu C., et al. (2025). Multi-cohort analysis reveals colorectal cancer tumor location-associated fecal microbiota and their clinical impact. Cell Host & Microbe, 33(4):589–601. https://doi.org/10.1016/j.chom.2025.03.012
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