Ново изследване разкрива бактериалния пощенски код на колоректалния рак за прогнозиране и оцеляване

Ново изследване разкрива бактериалния пощенски код на колоректалния рак за прогнозиране и оцеляване

Скорошно проучване показва, че бактериите, живеещи в колоректални тумори, образуват различни екосистеми, които са тясно свързани с прогресията на заболяванетоНи резултати за пациентите. Тези „тъканно резидентни“ микроби изглежда играят съществена роля в оформянето на туморната биология и могат да помогнат за прогнозиране на оцеляването на пациентите по-точно от традиционните клинични фактори.

Изследването е проведено от учени от BGI Genomics в сътрудничество с университета Упсала, университета Умео и Кралския технологичен институт KTH. Публикувана е вОбщуване с природатаНачалото на декември 2025 г.

Чрез анализиране на близо 1000 проби от колоректален рак, изследователите идентифицираха специфични микробни модели, свързани с местоположението на тумора, генетичните характеристики и резултатите от пациентите. Те също така разработиха нов микробиален рисков рейтинг (MRS), базиран на тези модели, предоставяйки практичен начин за трансформиране на сложни микробиомни данни в прогностични прозрения.

Тази работа се основава на дългосрочно сътрудничество между BGI Genomics и изследователската мрежа U-CAN в Швеция. Апредишно проучванеот същия екип, публикуван вПриродатаминалата година създаде цялостна геномна рамка за колоректален рак, използвайки широкомащабно секвениране на целия геном и транскриптом. Новото изследване разширява тази рамка, за да включи ключово ново измерение - систематичното характеризиране на микробите, живеещи в тъканите - и предоставя по-задълбочена представа за сложния биологичен пейзаж на колоректалния рак.

Микробните общности се различават отляво надясно

Едно от най-удивителните открития е, че анатомичното местоположение на тумора има значително влияние върху неговия микробиом. Раковите заболявания, които възникват от дясната и лявата страна на дебелото черво, съдържат значително различни микробни общности.

Доминират дясностранните тумориФирмикутиБактерии, включително семейства катоLachnospiraceae(Например,Блаутия) ИRuminococcaceae(включителноFaecalibacterium). Тези тумори съдържат голям брой бактерии, но показват по-ниско общо микробно разнообразие.

За разлика от това, левостранните и ректалните тумори поддържат по-разнообразни общности с по-ниско бактериално изобилие. Тези места са обогатени за микроби катоЕшерихия коли (E.coli),Akkermansia muciniphilaИPorphyromonasвидове.

Разликата между туморната тъкан и съседната нормална тъкан е особено изразена в дясното дебело черво. Някои бактерии, свързани с рака, включително специфични подвидовеFusobacterium nucleatumбяха последователно обогатени с тумори, независимо от местоположението им.

Тези микробни „подписи“ са валидирани в независими кохорти пациенти. Използвайки модели за машинно обучение, изследователите успяха точно да предскажат дали туморът идва от дясната или лявата страна на дебелото черво въз основа само на техния микробиом. Дясностранните микробни профили също са свързани със сигнални пътища, свързани с хипоксия, което предполага, че условията с ниско съдържание на кислород в туморите подпомагат селекцията на специфични бактерии, което от своя страна може да повлияе на поведението на тумора.

Микробите променят генетиката на тумора

Проучването също така установи силна връзка между микробите, живеещи в тумори, и генетичния пейзаж на колоректалния рак.

Туморите с голям брой генетични мутации - по-чести в дясното дебело черво - съдържат различни микробни общности, обогатени с бактерии, произхождащи от устата. Те включват няколко подвида наFusobacterium nucleatumи микроби катотрепонема.

Туморите с по-малко мутации показват различен модел. Тези видове рак са по-честиE.coliвключително щамове, носещи ДНК-увреждащия геномен остров pks. Тези бактерии са свързани със специфични модели на мутация и са по-чести при левостранни тумори.

Важно е, че изследователите отбелязват, че самото микробно разрушаване е определяща характеристика на колоректалния рак. Във всички генетични подтипове туморите са постоянно обогатени с патогенни бактерии в сравнение със съседната нормална тъкан. Това предполага, че микробният дисбаланс не е просто страничен продукт на генетични промени, а централен компонент на туморогенезата.

Бактериите показват специфично за подтипа туморно поведение

Когато туморите бяха стратифицирани според установените молекулярни подтипове, прогностичната значимост на специфични микроби стана още по-ясна.

Високи нива присъстват в CMS2 тумори - подтип, по-често срещан при левостранни ракови заболявания и по-млади пациентиEnterobacteriaceaeособено pks-положителенE.coliса били силно свързани с по-лошо оцеляване. Тези тумори също показват признаци на повишена хипоксия.

Обратно, в подтипа CMS4 повишените нива на Fusobacterium са свързани с по-лоши резултати. Тези тумори показват отслабен антитуморен имунен отговор, включително намалена активност на CD8-позитивните Т клетки.

Тези резултати показват, че ефектът на определена бактерия зависи от молекулярния подтип и туморната микросреда. Един и същ микроорганизъм може да сигнализира за много различно биологично поведение в зависимост от това къде и как работи.

Резултат за микробен риск с клиничен потенциал

Най-бързо приложимият резултат от изследването е оценката за микробен риск.

Чрез комбиниране на двете високорискови бактерии (напр. някоиClostridiumвидове) и видове защита (вклFaecalibacterium prausnitzii), оценката на микробния риск независимо прогнозира преживяемостта на пациентите. В няколко анализа той подобри прогностичната точност отвъд стандартните фактори като възраст, туморен стадий и ракова генетика. Защитните микробни профили са свързани с намалено възпалително сигнализиране, докато високорисковите профили са в съответствие със сигналните пътища, за които е известно, че насърчават прогресията на рака.

Това беше забележително прозрениеAkkermansia muciniphilaчесто считан за полезна бактерия, се свързва с по-лоши нива на оцеляване, когато присъства в големи количества в тъкан, съседна на тумори. Това подчертава зависимата от контекста роля на микробите при рака.

Взети заедно, тези открития променят представата за колоректалния рак от заболяване, причинено единствено от човешки клетки, към такова, което по същество е оформено от взаимодействията между човешката генетика и микробите, живеещи в тумори. Чрез декодиране на микробни „пощенски кодове“ в туморите, изследването добавя ново ниво на биологична представа и отваря вратата към по-персонализирана прогностична оценка.

Въпреки че леченията, базирани на микробиоми, все още не са достъпни, туморните микроби се очертават като важни биомаркери и потенциални бъдещи цели. Тъй като геномните и микробните данни продължават да се сближават, разбирането на рака може все повече да изисква поглед отвъд туморните гени към сложните микробни екосистеми, които ги заобикалят и взаимодействат с тях.

Относно BGI Genomics

Със седалище в Шенжен, Китай, BGI Genomics е водещ световен доставчик на интегрирани решения за прецизна медицина. Нашите услуги покриват повече от 100 държави и региони и включват повече от 2300 медицински заведения. През юли 2017 г. BGI Genomics (300676.SZ) беше официално листвана на Шенженската фондова борса като дъщерно дружество на BGI Group.

източници: