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与结直肠癌发展相关的微生物粘膜结肠移位揭示了不同细菌和古细菌生物标记物的存在

已有 2077 次阅读 2022-7-24 10:52 |系统分类:教学心得

与结直肠癌发展相关的微生物粘膜结肠移位揭示了不同细菌和古细菌生物标记物的存在

流行病学研究表明胃肠道癌症与环境因素(如饮食)之间存在联系。有人认为,环境癌症风险是由饮食和微生物之间的相互作用决定的。Mira-Pascual介绍了他们进行的一项研究,其目的是检验以下假设:结直肠癌(结直肠癌)进展过程中的微生物群组成可能因疾病阶段而异。共有28名年龄匹配和性别匹配的受试者,7例大肠癌,11例管状腺瘤和10例完整结肠的健康受试者被纳入研究。使用16S核糖体RNA基因焦测序以及特定细菌和古细菌的定量PCR分析来自粘膜和粪便样本的微生物组。主坐标分析清楚地将健康组织样本从息肉和肿瘤中分离出来,支持存在与受累部位相关的特定细菌群,可以作为大肠癌进展的潜在生物标志物。与健康对照组相比,通过qPCR在大肠癌样本中发现更高的有核梭杆菌和肠杆菌科。研究观察到结直肠癌过程发展与粪便样本中甲烷杆菌和甲烷杆菌水平之间的相关性。

结直肠癌是西方世界最常见的恶性肿瘤,也是癌症死亡的第二大原因,总的5年生存率为64%。结直肠癌是一种多因素疾病,病因复杂。尽管结直肠癌的发生有重要的遗传影响,但大多数结直肠癌的发生被认为是偶发的。有一些特殊的风险群体,包括Lynch综合征、家族性腺瘤性息肉病、大肠癌家族和个人病史、一些慢性炎症性肠病病例、腺瘤性结肠息肉的存在和年龄超过50岁。然而,包括饮食和生活方式以及微生物群在内的环境因素被认为会影响大肠癌的发生。在人类结肠内,多达100万亿细菌在健康个体中以共生平衡共存,在食物消化、保护肠粘膜和调节免疫系统中发挥着至关重要的作用。有人认为,饮食和微生物群代谢之间的相互作用可能会影响环境癌症风险。由于肠道微生物群在肠道发育和病理学中的主导作用,尤其是炎症性肠病(IBD)作为大肠癌的风险因素,早期的研究重点是阐明肠道微生物在大肠癌中的多因素作用。人们利用非培养技术,努力揭示肠道微生物群对肠道疾病的贡献。微生物群落结构的改变会影响结肠的健康状况,如在人类和动物模型中所示。

有证据表明结直肠癌患者存在微生物失调,尤其是在比较结直肠癌组织和相邻非恶性粘膜时,以及在炎症诱导的某些息肉向癌症发展时。描述了结直肠癌粘膜中类普氏杆菌群的增加,而另一份报告确定了癌症患者中涉及多个属的转移。与对照组相比,大肠癌患者和结肠息肉患者的粪便微生物群也存在差异,其中两种梭菌显著增加。

与胃癌不同的是,只有一种细菌(幽门螺杆菌)与该疾病有关,许多病原菌被评估为直接导致15%的大肠癌病例,其中有核梭杆菌非常普遍。粘液阿克曼菌(Akkermansia muciniphila)是一种新的粘蛋白降解细菌,也可能参与炎症性结肠疾病的形成。关于古细菌产甲烷菌种类与不同结肠疾病之间的关系,特别是与结直肠癌之间的关系,我们知之甚少。

有人提出,大肠癌疾病随着时间的推移发展为连续的多步骤过程,称为“腺瘤-癌序列”。癌症进展过程中的微生物群组成可能因疾病状态而异,确定了肿瘤、结肠息肉和健康部位的微生物组成(细菌和古细菌),在许多情况下来自同一个体。通过比较患有管状腺瘤和腺癌的大肠癌患者与健康对照组的粘膜样本中的微生物数量。管状腺瘤通常被切除,因为它们很容易变为恶性并导致结肠癌的发展。通过评估同一患者粪便样本中的细菌多样性和组成,以研究非侵入性诊断工具的潜在发展。采用两种不同的方法研究了微生物组成:对几种与疾病相关的细菌和古细菌进行物种特异性定量(通过实时定量PCR);以及对细菌多样性的开放式、高通量估计(通过16S rRNA焦磷酸测序),其中可以识别出所有可能与结肠息肉、肿瘤或健康状况相关的属。

在管状腺瘤和腺癌中,健康组织和疾病组织的粘膜样本中的微生物和古细菌组成存在差异。此外,粘膜样本中的微生物群代表了潜在的生态失调,而粪便样本似乎不适合检测微生物组成的变化。大肠癌的风险受微生物成分的影响,根据疾病进展步骤和肿瘤严重程度表现出差异。

通过病例对照研究,在健康和大肠癌样本中发现了不同程度的多样性,以及大肠癌两个阶段(管状腺瘤和腺癌)中肠道微生物群的失调特征。粘膜样本代表了最独特的微生物群特征,可以区分大肠癌进展的两个阶段。每一组中都有专属的微生物科和属,表明可能存在疾病生物标记物。研究表明,观察到的梭杆菌、类杆菌和甲烷杆菌的丰度和检出率可能为早期检测大肠癌提供潜在的标记。关于这些不同有机体与大肠癌病因之间关系的进一步数据可能有助于监测个人的微生物群,以早期检测大肠癌,并设计基于益生菌菌株管理的预防策略。




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