结直肠癌种的肠道微生物最新研究,快上车!

过去几年的实验证据突出了肠道微生物群在炎症和恶性胃肠疾病中的关键作用。饮食对微生物组成有很强的影响,并为结直肠癌(CRC)的发生提供了风险。

摘要

过去几年的实验证据突出了肠道微生物群在炎症和恶性胃肠疾病中的关键作用。饮食对微生物组成有很强的影响,并为结直肠癌(CRC)的发生提供了风险。人类CRC相关菌群特征与结直肠癌序列的大型宏基因组学研究表明,肠道菌群在胃肠道恶性肿瘤的演变过程中发挥着基础性作用。基础科学为肠道微生物群建立了促进肿瘤发生的关键功能。目前还需要进一步的研究来阐明CRC中肿瘤的促进和微生物共同进化的机制,并有可能在未来的治疗中得到应用。

肠道微生物群对健康和疾病的影响日益显现。虽然微生物区系在本世纪初演化为一个被忽视的器官,但我们在2018年的看法发生了巨大变化,微生物区系反映了一个与宿主密切沟通的生物生态系统。在过去的十年里,微生物研究的热潮使得人们能够描述肠道微生物的组成和一些功能,而这些功能是通过现代分子技术的引入而增强的。目前的估计表明,胃肠道中包含的细菌和构成人体的细胞一样多。虽然我们能够充分描述人类微生物群的巨大多样性,但大多数细菌种类在健康和疾病中的作用在很大程度上仍是未知的。宿主与微生物药物相互作用紊乱的关键例子来源于包括炎症性肠病(IBD)和结直肠癌(CRC)肿瘤(微)环境在内的复杂疾病。尽管在了解人体肠道微生物群组成方面作出了巨大努力并取得了重大进展,但许多功能方面仍未得到解决。这可能部分是由于人类肠道微生物群的复杂性,具有大量不可预知的宿主微生物、微生物微生物和环境相互作用。CRC是西方国家最常见的恶性肿瘤之一,经常导致死亡,并在世界范围内不断出现。由于采用了西方的生活方式,预计今后二十年中铁路公司的负担将大大增加。过去几十年,特别是在西方国家,人们的饮食习惯发生了很大的变化,并且可能在不同的阶段影响结直肠癌的发生。饮食可能会影响宿主的免疫反应并引起炎症。此外,饮食行为极大地影响肠道菌群的组成,进而影响对肠道疾病的易感性(图1)。在生命的早期暴露于抗生素与大肠癌的风险增加有关腺瘤60岁时,这表明dysbiotic微生物群是获得长期和持续的时间。结肠和回盲瓣沿胃肠道呈现出最高的细菌密度,这可能指向了CRC中微生物群的重要作用。事实上,在CRC患者身上的研究和在动物身上的实验证据都将肠道微生物群与CRC联系在一起,从而确定了促进肿瘤发生的特定细菌种类。本综述综述了CRC中微生物群的临床信息,旨在与临床前(即证据表明微生物群是肠道肿瘤发展的驱动力。

文章将会从一下几个方面考虑:

CRC相关的微生物菌株:CRC常与肿瘤及邻近黏膜微生物组成的显著改变有关,通常被称为失调

CRC相关的细菌:从基因组学研究方向考虑

最近进行的宏基因组学研究进一步支持了CRC与某种肠道微生物组特征相关的观点。对晚期腺瘤患者和CRC患者粪便的全元基因组相关性研究表明,某些拟杆菌spp与全身炎症和肿瘤分期有关。根据其他研究,CRC患者中Parvimonas、Bilophila wadsworthia、Fn、Alistipes也有过度表达;后者可能对炎症相关的肿瘤发生具有特殊的意义(图2)。在研究不同的民族队列时,新的菌株如Parvimonas micra和Solobacterium moreii与CRC相关,一组20个微生物基因显著地将CRC菌群从健康对照中分化出来。两种基因(Fn的丁基辅酶A脱氢酶和P. micra的RNA聚合酶亚基b、rpob)的qPCR丰度将CRC菌群与健康对照组进行了清晰的分离。某些菌株的检测,即其中Fn、clarus拟杆菌、Roseburia intestinalis、hathewayi梭菌四种菌的组合对CRC的敏感性>为90%,特异性>为80%。

所有这些研究表明,某些菌株和/或细菌源因子可能在未来被用作CRC的新筛选工具。另一项重要的研究调查了不同CRC阶段人体肠道粘膜微生物群落。在一项元基因组分析中,这些作者观察到CRC与某些以Fn、Bf和大肠杆菌为主的元群落以及新成员如Gemella或Peptostreptococcus之间的关联。值得注意的是,口腔微生物组成员主要与CRC相关的发现与之前的研究平行,可能具有病理生理学意义。在本研究中,腺瘤和CRC样本中,肿瘤与肿瘤邻近黏膜间不一致的元社区比例相似(40%)。某些元社区在癌组织和相邻的未转化黏膜之间显示出明显的重叠,这表明,特别是在流行癌症的背景下,结肠环境中可能已经出现了相当程度的生物失调。因此,在CRC中评估粪便而不一定是粘膜微生物群落可能是合适的,一项研究表明结肠灌洗充分反映了粘膜活检的微生物组成。

流行病学研究已经确定了几个影响CRC发病风险的生活方式因素。有趣的是,许多这些特征,如多样化的饮食,有限使用加工食品,摄入足够的膳食纤维,锻炼和体重,都集中在肠道微生物群组成的改变。尽管在肠道肿瘤发生机制中微生物群的作用方面取得了巨大的进展和引人注目的观察结果,但仍有一些重大问题值得我们关注。

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