Gut:复旦大学马延磊团队揭示青年肠癌肠道菌群、代谢物及细菌酶基因特征

2022-08-16 “生物世界”公众号 “生物世界”公众号

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社区大肠癌筛查2013年首次纳入上海公共卫生服务项目,主要针对老年人群。青年人群的肠癌早发现,一般都是出现排便习惯改变、便血、腹泻、腹泻与便秘交替、局部腹痛症状后方去就诊。

近日,复旦大学附属肿瘤医院马延磊教授团队在 GUT 期刊发表了题为:Integrated metagenomic and metabolomic analysis reveals distinct gut-microbiome-derived phenotypes in early-onset colorectal cancer 的研究论文。

该研究首次揭示发病年龄小于50岁的青年肠癌(早发性肠癌)与发病年龄大于50岁的老年肠癌(迟发性肠癌),在肠道菌群谱、代谢谱、细菌酶基因谱改变等方面存在显着差异,并基于“细菌-代谢物-细菌酶基因联合”标志物开发诊断模型,未来有望通过粪便样本,实现对青年肠癌高危人群和患者的早期筛查和精准检测,进一步推动基于菌群的诊断策略在临床一线的转化和应用。

这项探索性研究工作,为了解青年肠癌发病机制,为探索适合青年人群肠癌早筛、早诊提供了全新视角和方向。

肠癌呈年轻化趋势,青年肠癌缺有效早筛“利器”

结直肠癌是一种最常见的消化道恶性肿瘤,是公众普遍认为的老年疾病。近些年,肠癌呈现显着年轻化趋势。据美国癌症中心估计,照这个态势继续发展,青年肠癌发病率在未来15年将翻倍,20%的肠癌将发生在年龄低于50岁的人群。

据悉,社区大肠癌筛查2013年首次纳入上海公共卫生服务项目,主要针对老年人群。青年人群的肠癌早发现,一般都是出现排便习惯改变、便血、腹泻、腹泻与便秘交替、局部腹痛症状后方去就诊。往往错过了最佳的早诊“窗口期”。

“尽管肠镜是发现肠癌有效‘利器’,但在青年人群广泛应用肠镜做早筛获益未必高于风险,过度诊断可能造成不必要的经济负担”马延磊教授列举了一组数字:大肠癌在20岁~34岁青年人绝对患病率仅占大肠癌总体患病率的1%,在35-49岁年龄组,大肠癌的患病率仅有6.8%。

目前,探索开发更好的风险预测工具,以协助早期识别出这类高风险青年肠癌患者,并且建立更好的筛查策略,已成为目前青年肠癌临床诊断研究的重点。

绘制青年肠癌菌群谱和代谢物谱,揭示未来早筛早诊策略和方向

肠道微生物群是关系人体肠道健康与否的重要微环境。目前,众多研究已证实,肠道微生态紊乱是大肠癌发生、发展的关键环境因素,并且老年人群的肠道微生物群与年轻人群差异显着。

是否青年肠癌患者体内存在具有诊断价值特征病原菌谱和代谢物谱?

是否这些菌群和代谢物是诱发青年肠癌发生的重要致病因素?

针对这些学界还未破解的难题和疑问,马延磊教授带领团队历时四年,对共计549例中国青年肠癌、老年肠癌以及年龄匹配健康人群对照,进行粪便宏基因组和代谢组学测序分析,并根据多组学特征构建随机森林模型用于鉴别青年肠癌。

研究团队首次通过大样本队列,在全球首次描绘了中国青年肠癌患者肠道菌群谱和代谢物谱。马延磊教授指出,青年肠癌患者的肠道菌群出现严重失调,粪便微生物多样性显着下降,在菌群谱和代谢谱组成特征上,青年肠癌也明显区别于老年肠癌。

研究发现,青年肠癌多组学特征主要表现为致病菌 Flavonifractor plautii 富集、红肉饮食相关细菌富集以及色氨酸、胆汁酸和胆碱代谢的增加;由红肉饮食相关菌、胆碱代谢物和细菌胆碱代谢酶构成的反应途径激活可能是青年肠癌发病的潜在干预靶点。另一方面,老年肠癌的特征则表现为具核梭杆菌富集、短链脂肪酸过度消耗、乙酸/乙醛代谢向乙酰辅酶A代谢转变。研究团队为评价青年肠癌的多组学标签分类能力,构建了随机森林分类器模型。结果证实,基于宏基因组、代谢组和细菌酶基因联合标志物的预测模型具有区分青年肠癌和健康人群的强大潜力,未来可用于青年人群的肠癌早期筛查。

基于青年肠癌肠道菌群谱和多组学特征研究成果,马延磊教授对青年人预防肠癌提出如下健康提示:首先应该避免高危因素,如戒烟,避免油炸食物,尽量少吃高胆固醇、高脂肪的食物,改变不良饮食生活习惯,增加膳食纤维及维生素的摄入,适当增加体育锻炼及保持愉悦心情。日常可以多吃新鲜的蔬菜水果;另外,对于青年人群中平时有腹部不适症状或者排便习惯及形状改变,建议及时去医院就诊,并积极进行肠癌筛查可以早期发现肠癌或癌前病变,可以起到早诊早治和预防的作用,改善肠癌患者的生存质量和提高治疗效果。该研究有助于有效提高青年人群预防肠癌的意识和能力。

 

原始出处:

Cheng Kong, et al. Integrated metagenomic and metabolomic analysis reveals distinct gut-microbiome-derived phenotypes in early-onset colorectal cancer. GUT, 2022.

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