古細(xì)菌是宿主微生物組的重要組成部分,但它們?cè)诮Y(jié)直腸癌(CRC)中的作用仍不清楚。

2024年10月25日,香港中文大學(xué)于君團(tuán)隊(duì)在Gastroenterology(IF=25.7)在線發(fā)表題為”Multi-cohort analysis reveals altered archaea in colorectal cancer fecal samples across populations“的研究論文,該研究利用多隊(duì)列分析揭示了人群中結(jié)直腸癌糞便樣本中古細(xì)菌的改變。

整體古菌α多樣性從HC、腺瘤患者轉(zhuǎn)移到CRC患者,甲烷菌門豐富,而甲烷菌門減少。Methanobrevibacter_A smithii和Methanobrevibacter_A sp002496065在多個(gè)隊(duì)列的結(jié)直腸癌患者中有富集,而包括Methanosphaera stadtmanae和methanomassiliicoccus_A ninteinalis在內(nèi)。其中,M. stadmanae、Methanobrevibacter_A sp900314695和Methanocorpusculum sp001940805在HC-腺瘤-CRC序列中表現(xiàn)出遞進(jìn)性降低。貧CRC產(chǎn)甲烷古菌與產(chǎn)丁酸菌表現(xiàn)出增強(qiáng)的共發(fā)生相互作用。與此一致,產(chǎn)甲烷相關(guān)基因和途徑在結(jié)直腸癌患者中富集。結(jié)合古細(xì)菌和細(xì)菌生物標(biāo)志物的模型在區(qū)分CRC患者和健康個(gè)體方面優(yōu)于單一王國(guó)模型,在隊(duì)列分析中AUC范圍為0.744至0.931。這項(xiàng)多隊(duì)列分析揭示了健康個(gè)體、腺瘤患者和結(jié)直腸癌患者腸道古菌及其與細(xì)菌相互作用的顯著變化。古細(xì)菌生物標(biāo)志物結(jié)合細(xì)菌特征,有可能成為結(jié)直腸癌的非侵入性診斷生物標(biāo)志物。

結(jié)直腸癌(CRC)是最常見的癌癥之一,在全球發(fā)病率和死亡率方面排名第三。腸道微生物群的失調(diào),以致病性微生物的富集和保護(hù)性微生物的耗竭為特征,已在結(jié)腸腫瘤發(fā)生中得到廣泛認(rèn)可。然而,盡管作為腸道微生物組的穩(wěn)定組成部分,古生菌在探索CRC宿主相關(guān)微生物群落的研究中經(jīng)常被忽視。古細(xì)菌具有不同于細(xì)菌和真核生物的特性,包括獨(dú)特的鞭毛蛋白和細(xì)胞壁中缺乏肽聚糖和脂多糖。盡管與細(xì)菌相比,腸道中古細(xì)菌的豐度相對(duì)較低,但古細(xì)菌對(duì)宿主腸道微環(huán)境的穩(wěn)態(tài)至關(guān)重要。它們參與甲烷生成、碳水化合物代謝、三甲胺(TMA)代謝和免疫調(diào)節(jié)。在糞便和結(jié)腸活檢樣本中均檢測(cè)到結(jié)直腸癌中產(chǎn)甲烷古菌的改變。

古生菌分布在多個(gè)隊(duì)列和分析工作流程的概述(圖源自Gastroenterology)由于在人類腸道中分離和培養(yǎng)古細(xì)菌存在困難,因此建議采用散彈槍宏基因組測(cè)序來全面分析腸道古細(xì)菌,并表征它們?cè)谖改c道疾病中的潛在作用。先前關(guān)于腸道古菌對(duì)CRC的貢獻(xiàn)的研究受到隊(duì)列規(guī)模小和古菌數(shù)據(jù)庫(kù)不完整的限制。一項(xiàng)研究進(jìn)行了大樣本量的多領(lǐng)域腸道微生物組分析,以了解古生菌在結(jié)直腸癌中的分布。然而,細(xì)菌和古細(xì)菌之間的相互作用以及健康對(duì)照-腺瘤-CRC序列中古細(xì)菌組成和功能的改變?nèi)杂写嫫谱g。在這項(xiàng)研究中,作者進(jìn)行了一項(xiàng)多隊(duì)列分析,包括10個(gè)已發(fā)表的隊(duì)列(n=2005)和一個(gè)內(nèi)部隊(duì)列(n=419),以深入了解古細(xì)菌與CRC的關(guān)系。研究人員觀察到,在不同的隊(duì)列中,古細(xì)菌沿著健康對(duì)照(HC)- 4腺瘤-CRC序列轉(zhuǎn)移,α多樣性減少,產(chǎn)甲烷古細(xì)菌豐富,潛在的古細(xì)菌益生菌減少。該研究結(jié)果強(qiáng)調(diào)了結(jié)合古細(xì)菌和細(xì)菌特征的通用生物標(biāo)志物面板在區(qū)分結(jié)直腸癌患者和健康個(gè)體方面的診斷潛力。

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