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用显微镜分析粪便微生物群特征能够早期筛选检测胰腺癌

铸态镁合金金相组织图片

胰腺细胞内的拟杆菌

红色是拟杆菌属,这是这项工作中鉴定的微生物之一,位于胰腺细胞的细胞核内

粪便中 27 种微生物的遗传特征确定了胰腺导管腺癌(最常见的胰腺癌)的高危人群,可用于早期检测该疾病。

胰腺癌不是最常被诊断出的癌症之一,但由于其早期的局部扩展和转移行为,它是最致命的癌症之一。这种高死亡率的一些原因是疾病的晚期诊断,特别是因为症状不具特异性并且出现相当晚,并且治疗选择有限。

Núria Malats 领导的西班牙国家癌症研究中心 (CNIO) 和 Peer Bork 领导的海德堡欧洲分子生物学实验室 (EMBL) 的研究人员使用许多临床合作者提供的患者样本,发现了分子特征粪便样本中的 27 种微生物可以预测患者是否处于胰腺导管腺癌(最常见的胰腺癌)的高风险中,甚至可以诊断患有早期疾病的患者。

已申请专利以开发一种胰腺癌诊断试剂盒,该试剂盒以快速、无创且经济实惠的方式检测粪便样本中的这些微生物基因组。该研究于本周发表在胃肠病学和肝病学领域最负盛名的期刊之一《肠道》杂志上。

早期发现胰腺癌

胰腺癌的症状是无声的,通常出现在疾病的晚期,此时肿瘤通常无法通过手术切除。因此,迫切需要能够及早发现疾病并提高患者生存率的非侵入性、特异性和负担得起的测试。

“在很多情况下,一旦发现胰腺癌,就为时已晚。我们需要在症状出现之前更早的阶段诊断出这种疾病。为此,我们需要识别和定义处于危险中的人群,并进行良好的筛查测试,以便在癌症仍然可以治愈时检测出癌症,”研究人员指出。

努里亚·马拉茨

CNIO 研究员 Núria Malats。学分:劳拉 M.伦巴第。CNIO

最近的数据表明,与人体内细胞共存的微生物——微生物组——可能在胰腺导管腺癌的起源和发展中发挥作用。

为了深入研究这种可能的关系,研究人员对 136 名个体(57 名新诊断的患者、50 名对照和 27 名慢性胰腺炎患者)进行了一项独特的病例对照研究,这些人在流行病学和临床水平上都具有深入的特征,并且从他们的样本中提取了采集唾液、粪便和胰腺组织来分析它们的微生物组。这些受试者是从马德里(Ramon y Cajal 医院)和巴塞罗那(Vall Hebron 医院)的两家西班牙医院招募的。

最全面的胰腺癌微生物组研究

与普遍看法相反,口腔微生物群与胰腺癌无关,但粪便微生物与胰腺癌相关。“复杂的生物统计学和生物信息学分析使我们能够构建 27 种粪便衍生微生物(主要是细菌)的特征,它们可以很好地区分胰腺癌病例和对照组,无论是处于最晚期还是早期阶段,”Malats 和 Bork 说。这一基因特征在两个德国中心法兰克福(歌德大学医院)和埃尔兰根(埃尔兰根大学诊所)进行的独立研究以及来自 18 个国家的 25 项研究的 5792 个粪便宏基因组中得到了验证。目前正在日本人群中进行研究。

然而,胰腺癌是一种病因非常复杂的疾病,具有多种危险因素,如年龄、肥胖、糖尿病、慢性胰腺炎、吸烟、大量饮酒、血型和癌症家族史。为了避免偏差并确保鉴定出的微生物与胰腺癌相关,而不是与肥胖、糖尿病或其他危险因素相关,作者在分析中控制了这些临床和人口统计学变量。“这种分析水平在胰腺癌宏基因组研究中是前所未有的,”研究人员说。

正如研究人员在Gut 杂志上所写的那样,这种粪便基因特征的高预测价值可以作为定义处于危险中的人群的生物标志物,如果在临床试验中得到验证,它可以用于胰腺癌的早期诊断。“目前,筛查计划针对的是胰腺癌聚集的家庭,这些家庭仅占疾病负担的 10%。将粪便分析纳入这些筛查程序以识别已识别的微生物特征可能有助于检测其他处于危险中的人群,”他们补充说。

研究级正置荧光显微镜FR-50A

参考文献:

Ece Kartal、Thomas SB Schmidt、Esther Molina-Montes、Sandra Rodríguez-Perales、Jakob Wirbel、Oleksandr M Maistrenko、Wasiu A Akanni、Bilal Alashkar Alhamwe、Renato J Alves 撰写的“胰腺癌特异性粪便微生物群特征” , Alfredo Carrato, Hans-Peter Erasmus, Lidia Estudillo, Fabian Finkelmeier, Anthony Fullam, Anna M Glazek, Paulina Gómez-Rubio, Rajna Hercog, Ferris Jung, Stefanie Kandels, Stephan Kersting, Melanie Langheinrich, Mirari Márquez, Xavier Molero, Askarbek Orakov , Thea Van Rossum, Raul Torres-Ruiz, Anja Telzerow, Konrad Zych, MAGIC 研究调查员, PanGenEU 研究调查员, Vladimir Benes, Georg Zeller, Jonel Trebicka, Francisco X Real, Nuria Malats 和 Peer Bork, 2022 年 3 月 8 日,Gut
DOI:10.1136/gutjnl-2021-324755

这项研究是与 Paco Real 领导的 CNIO 上皮癌变小组、Sandra Rodríguez 领导的 CNIO 分子细胞遗传学部门、Alfredo Carrato 领导的 Ramón y Cajal 大学医院肿瘤科、Vall d' Hebron 大学医院消化部合作进行的Xavier Molero 的疾病科、由 Jonel Trebicka 领导的歌德大学医院转化肝病科以及大学诊所 Erlangen 的 Stephan Kersting 小组。

该研究由世界癌症研究、欧洲研究理事会、欧洲区域发展基金、西班牙科学与创新部、卡洛斯三世健康研究所、AESPANC-ACANPAN(Carmen Delgado 和 Miguel Pérez-Mateo 资助)和欧盟 (#018771-MOLDIAG-PACA, #259737-CANCERALIA)。

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