Neue Forschungsergebnisse entschlüsseln die bakterielle Postleitzahl von Darmkrebs für Vorhersage und Überleben

Neue Forschungsergebnisse entschlüsseln die bakterielle Postleitzahl von Darmkrebs für Vorhersage und Überleben

Eine aktuelle Studie zeigt, dass Bakterien, die in kolorektalen Tumoren leben, unterschiedliche Ökosysteme bilden, die eng mit dem Krankheitsverlauf verknüpft sindN und Patientenergebnisse. Diese „geweberesidenten“ Mikroben scheinen eine wesentliche Rolle bei der Gestaltung der Tumorbiologie zu spielen und können dazu beitragen, das Überleben des Patienten genauer vorherzusagen als herkömmliche klinische Faktoren allein.

Die Forschung wurde von Wissenschaftlern von BGI Genomics in Zusammenarbeit mit der Universität Uppsala, der Universität Umeå und dem KTH Royal Institute of Technology durchgeführt. Es wurde veröffentlicht in Naturkommunikation Anfang Dezember 2025.

Durch die Analyse von fast 1.000 Darmkrebsproben identifizierten die Forscher spezifische mikrobielle Muster, die mit der Tumorlokalisation, genetischen Merkmalen und den Patientenergebnissen zusammenhängen. Sie entwickelten außerdem einen neuen Microbial Risk Score (MRS), der auf diesen Mustern basiert und eine praktische Möglichkeit bietet, komplexe Mikrobiomdaten in prognostische Erkenntnisse umzuwandeln.

Diese Arbeit baut auf einer langfristigen Zusammenarbeit zwischen BGI Genomics und dem U-CAN-Forschungsnetzwerk in Schweden auf. A vorherige Studie vom selben Team, veröffentlicht in Natur hat im vergangenen Jahr einen umfassenden genomischen Rahmen für Darmkrebs mithilfe groß angelegter Gesamtgenom- und Transkriptomsequenzierung erstellt. Die neue Forschung erweitert diesen Rahmen um eine entscheidende neue Dimension – die systematische Charakterisierung geweberesidenter Mikroben – und bietet tiefere Einblicke in die komplexe biologische Landschaft von Darmkrebs.

Mikrobielle Gemeinschaften unterscheiden sich von links nach rechts

Eine der auffälligsten Erkenntnisse ist, dass die anatomische Lage des Tumors einen erheblichen Einfluss auf sein Mikrobiom hat. Krebserkrankungen, die auf der rechten und linken Seite des Dickdarms entstehen, beherbergen deutlich unterschiedliche mikrobielle Gemeinschaften.

Rechtsseitige Tumoren wurden dominiert Firmicutes Bakterien, einschließlich Familien wie Lachnospiraceae (Zum Beispiel, Blautia) Und Ruminococcaceae (einschließlich Faecalibacterium). Diese Tumoren enthielten eine große Anzahl von Bakterien, zeigten jedoch insgesamt eine geringere mikrobielle Vielfalt.

Im Gegensatz dazu unterstützten linksseitige und rektale Tumoren vielfältigere Gemeinschaften mit geringerer Bakterienhäufigkeit. Diese Standorte wurden für Mikroben wie angereichert Escherichia coli (E. coli), Akkermansia muciniphilaUnd Porphyromonas Spezies.

Der Unterschied zwischen Tumorgewebe und dem benachbarten normalen Gewebe war im rechten Dickdarm besonders ausgeprägt. Bestimmte krebsassoziierte Bakterien, einschließlich spezifischer Unterarten Fusobacterium nucleatumwaren unabhängig von ihrer Lokalisation durchgängig mit Tumoren angereichert.

Diese mikrobiellen „Signaturen“ wurden in unabhängigen Patientenkohorten validiert. Mithilfe maschineller Lernmodelle konnten die Forscher allein anhand ihres Mikrobioms genau vorhersagen, ob ein Tumor von der rechten oder linken Seite des Dickdarms stammt. Rechtsseitige mikrobielle Profile wurden auch mit hypoxiebedingten Signalwegen in Verbindung gebracht, was darauf hindeutet, dass sauerstoffarme Bedingungen in Tumoren die Auswahl spezifischer Bakterien unterstützen, was wiederum das Tumorverhalten beeinflussen kann.

Mikroben verändern die Tumorgenetik

Die Studie fand auch einen starken Zusammenhang zwischen tumorresidenten Mikroben und der genetischen Landschaft von Darmkrebs.

Tumoren mit einer hohen Anzahl genetischer Mutationen – häufiger im rechten Dickdarm – beherbergten ausgeprägte mikrobielle Gemeinschaften, die mit aus dem Mund stammenden Bakterien angereichert waren. Dazu gehörten mehrere Unterarten von Fusobacterium nucleatum und Mikroben wie z Treponema.

Tumoren mit weniger Mutationen zeigten ein anderes Muster. Diese Krebsarten treten häufiger auf E. colieinschließlich Stämmen, die die DNA-schädigende genomische Insel pks tragen. Diese Bakterien waren mit spezifischen Mutationsmustern verbunden und kamen bei linksseitigen Tumoren häufiger vor.

Wichtig ist, dass die Forscher beobachteten, dass mikrobielle Störungen selbst ein bestimmendes Merkmal von Darmkrebs sind. Über alle genetischen Subtypen hinweg waren Tumore im Vergleich zu angrenzendem normalem Gewebe durchgängig mit pathogenen Bakterien angereichert. Dies deutet darauf hin, dass das mikrobielle Ungleichgewicht nicht einfach ein Nebenprodukt genetischer Veränderungen ist, sondern ein zentraler Bestandteil der Tumorentstehung.

Bakterien weisen auf subtypspezifisches Tumorverhalten hin

Wenn Tumore nach etablierten molekularen Subtypen geschichtet wurden, wurde die prognostische Bedeutung bestimmter Mikroben noch deutlicher.

Bei CMS2-Tumoren – einem Subtyp, der häufiger bei linksseitigen Krebserkrankungen und jüngeren Patienten vorkommt – sind hohe Werte vorhanden Enterobacteriaceaeinsbesondere pks-positiv E. coliwaren stark mit einem schlechteren Überleben verbunden. Diese Tumoren zeigten auch Anzeichen einer erhöhten Hypoxie.

Im Gegensatz dazu waren beim CMS4-Subtyp erhöhte Konzentrationen von Fusobacterium mit schlechteren Ergebnissen verbunden. Diese Tumoren zeigten eine geschwächte Anti-Tumor-Immunantwort, einschließlich einer verringerten Aktivität von CD8-positiven T-Zellen.

Diese Ergebnisse zeigen, dass die Wirkung eines bestimmten Bakteriums vom molekularen Subtyp und der Mikroumgebung des Tumors abhängt. Derselbe Mikroorganismus kann sehr unterschiedliche biologische Verhaltensweisen signalisieren, je nachdem, wo und wie er agiert.

Mikrobieller Risiko-Score mit klinischem Potenzial

Das am schnellsten umsetzbare Ergebnis der Studie ist der Microbial Risk Score.

Durch die Kombination beider Hochrisikobakterien (z. B. bestimmte Clostridium Arten) und Schutzarten (einschließlich Faecalibacterium prausnitzii), sagte der Microbial Risk Score unabhängig das Überleben des Patienten voraus. In mehreren Analysen verbesserte es die prognostische Genauigkeit über Standardfaktoren wie Alter, Tumorstadium und Krebsgenetik hinaus. Schützende mikrobielle Profile waren mit einer verminderten Entzündungssignalisierung verbunden, während Hochrisikoprofile mit Signalwegen in Einklang standen, von denen bekannt ist, dass sie das Fortschreiten von Krebs fördern.

Eine bemerkenswerte Erkenntnis war das Akkermansia muciniphiladas oft als nützliches Bakterium angesehen wird, war mit einer schlechteren Überlebensrate verbunden, wenn es in großen Mengen im Gewebe neben Tumoren vorhanden war. Dies unterstreicht die kontextabhängige Rolle von Mikroben bei Krebs.

Zusammengenommen verändern diese Erkenntnisse die Sicht auf Darmkrebs von einer Krankheit, die ausschließlich durch menschliche Zellen verursacht wird, hin zu einer Krankheit, die im Wesentlichen durch Wechselwirkungen zwischen menschlicher Genetik und tumorresidenten Mikroben geprägt ist. Durch die Entschlüsselung mikrobieller „Postleitzahlen“ innerhalb von Tumoren fügt die Studie eine neue Ebene biologischer Erkenntnisse hinzu und öffnet die Tür für eine personalisiertere prognostische Beurteilung.

Während mikrobiombasierte Behandlungen noch nicht in greifbare Nähe gerückt sind, erweisen sich tumorresidente Mikroben als bedeutende Biomarker und potenzielle zukünftige Ziele. Da genomische und mikrobielle Daten immer mehr zusammenwachsen, kann es für das Verständnis von Krebs zunehmend erforderlich sein, über Tumorgene hinaus auf die komplexen mikrobiellen Ökosysteme zu blicken, die sie umgeben und mit ihnen interagieren.

Über BGI Genomics

BGI Genomics mit Hauptsitz in Shenzhen, China, ist der weltweit führende Anbieter integrierter Lösungen für Präzisionsmedizin. Unsere Dienstleistungen decken mehr als 100 Länder und Regionen ab und umfassen mehr als 2.300 medizinische Einrichtungen. Im Juli 2017 wurde BGI Genomics (300676.SZ) als Tochtergesellschaft der BGI Group offiziell an der Shenzhen Stock Exchange notiert.

Quellen: