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肠道微生物分析——结直肠癌无创筛查新手段

2018-01-17 来源:转化医学网  标签: 掌上医生 喝茶减肥 一天瘦一斤 安全减肥 cps联盟 美容护肤
摘要:这预示着同时使用微生物群和gFOBT检测会有更高的特异性,同时基于微生物群的检测方法灵敏度更高

   密歇根大学的研究者发现,将肠道微生物分析纳入常规风险评价指标可以改善对直肠癌的筛查使之更好地将健康人和具有癌变组织或癌前病变组织的人群区分开来。密歇根大学的PatrickSchloss及其同事分析了90名研究对象的肠道微生物群,包括30个健康的研究对象,30个患有腺瘤的研究对象,和30个患有癌症的研究对象。他们观察到肠道微生物的组成随着癌症的发展程度而发生变化。相关研究成果发表在8月7日的CancerPreventionResearch上。

 
  “我们发现通过肠道微生物群的组成可以使我们判断出来哪些人患有癌前腺瘤息肉,哪些人患有浸润性结直肠癌”Schloss说,“如果我们的研究结果可以在更大的人群中得到验证,将肠道微生物群分析联合其他粪便检验中也许会是一个更好的无创的直肠癌筛查方法。”
 
  尽管结肠镜检查降低了美国结肠癌的发病率,但由于它是有创检查,使得很多患者选择放弃这一检测过程。正因如此,研究者称一种经济的无创的筛查方法是有必要的,可以帮助患者确定是否有需要接受结肠镜检查。他们称便潜血检查虽然是无创的,但是灵敏度低。
 
  Schloss及其同事收集了90个研究对象的粪便样品并用IlluminaMiSeq分析平台测定了样品中16SrRNAV4区域的序列。他们将得到的序列根据序列之间的相似性分成操作分类单元(OTUs),然后计算每一个OUT的相对丰度。
 
  研究者利用逻辑回归模型比较不同组研究对象的微生物群组成。他们发现不同的OUT的相对丰度在健康人群和患有腺瘤的人群之间,以及健康人群和患有癌症的人群之间都存在差异。
 
  相比于健康人组,患有腺瘤的人具有的高丰度OUT与瘤胃菌科(Ruminococcaceae),一些梭菌属(Clostridium),假单胞菌属(Pseudomonas)和紫单胞菌科(Porphyromonadaceae)相关,但与拟杆菌属(Bacteroides),毛螺菌科(Lachnospiraceae),梭菌目(Clostridiales)及其他梭菌属(Clostridium)相关的OUT丰度较低。“这对于二级预防意义重大,因为对于结直肠癌的早期筛查取决于早期病变的检测。”Schloss及其同事指出。
 
  同样的,相比于健康人组,患有癌症的人具有的高丰度OUT与梭杆菌属(Fusobacterium),卟啉单胞菌属(Porphyromonas),螺菌科(Lachnospiraceae),和肠杆菌科(Enterobacteriaceae)相关,但与拟杆菌属(Bacteroides),其他螺菌科(Lachnospiraceae)和梭菌目(Clostridiales)相关的OUT丰度较低。
 
  研究者称,从研究结果来看,与结肠癌相关的病原微生物群在增加的同时,具有保护功能的细菌则在减少。
 
  此外,OTUs的相对丰度可以将健康人和具有任一种类结肠病变的人,患有腺瘤的人和患有癌症的人区分开来。
 
  Schloss及其同事发现在模型中加入人口数据比如年龄和种族,甚至BMI和性别,可以更好地区分不同人群。例如,当把六条OTUs的丰度信息加入到一个包含年龄,种族和性别的模型中可以提升这一模型区分健康人和具有任一种类结肠病变的人的能力,如果没有OTU的信息,模型的AUC为0.754,当OTU的数据加入后,AUC上升至0.936.
 
  此外,将愈创木大便隐血检测(gFOB)结果加入基于微生物群的分析模型中同样也可以提升其区分不同患者人群的能力。
 
  gFOBT单独具有很高的特异性——在研究者的案例中特异性将近100%——但是它区分健康人群和患有结肠病变的人群的能力较弱,与单独微生物群的数据相比,AUC为0.617比0.952。
 
  但是BMI,gFOBT和微生物群数据相结合的模型具有更好的区分能力,研究者称AUC可达到0.969。
 
  为了验证肠道微生物群可以作为一项筛查工具,Schloss及其同事选取了NIH的SEER计划中不同年龄阶段结直肠癌发病率的数据进行分析。
 
  他们初步设计了一个含有五个OTU的筛查工具——包括Clostridiales,Clostridium,Lachnospiraceae,和两个Bacteroides的OTU——它们在健康人群中比在腺瘤患者中更常见。研究者称若研究对象体内这些OTU达到检测水平,则他们更可能具有健康的结直肠,而在筛选检查中的到负分。
 
  利用贝叶斯模型,研究者计算了筛选检测的阳性似然比并将其应用于计算SEER中的不同年龄阶段人群的概率。
 
  根据他们的结果,65岁以上的人患有腺瘤的验前概率为0.17%,当应用基于微生物群的检测方法之后,患有腺瘤的概率上升为10.67%。
 
  相比之下,gFOBT检测显示有十五分之一的65岁老人会患有腺瘤。
 
  研究者称,这预示着同时使用微生物群和gFOBT检测会有更高的特异性,同时基于微生物群的检测方法灵敏度更高。
 
  Schloss说:“我们的数据显示肠道微生物分析有希望成为新的结直肠癌无创筛查手段。我们并不认为它将取代其他的筛查手段,而是将其看作其他手段的补充。”
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