Uusi tutkimus paljastaa paksusuolensyövän bakteerien postinumeron ennustamista ja selviytymistä varten

Uusi tutkimus paljastaa paksusuolensyövän bakteerien postinumeron ennustamista ja selviytymistä varten

Tuore tutkimus osoittaa, että paksusuolen kasvaimissa elävät bakteerit muodostavat erilliset ekosysteemejä, jotka liittyvät läheisesti taudin etenemiseen.Nja potilaiden tulokset. Näillä "kudoksissa asuvilla" mikrobeilla näyttää olevan olennainen rooli kasvainbiologian muokkaamisessa ja ne voivat auttaa ennustamaan potilaan eloonjäämistä tarkemmin kuin perinteiset kliiniset tekijät yksinään.

Tutkimuksen suorittivat BGI Genomicsin tutkijat yhteistyössä Uppsalan yliopiston, Uumajan yliopiston ja KTH Royal Institute of Technologyn kanssa. Se julkaistiin vuonnaLuontoviestintäJoulukuun alussa 2025.

Analysoimalla lähes 1000 paksusuolensyöpänäytettä tutkijat tunnistivat kasvaimen sijaintiin, geneettisiin ominaisuuksiin ja potilaiden tuloksiin liittyviä erityisiä mikrobikuvioita. He kehittivät myös näiden mallien pohjalta uuden mikrobiriskipisteen (MRS), joka tarjoaa käytännöllisen tavan muuttaa monimutkaisia ​​mikrobiomitietoja ennustetietoiksi.

Tämä työ perustuu BGI Genomicsin ja ruotsalaisen U-CAN-tutkimusverkoston pitkäaikaiseen yhteistyöhön. Aedellinen tutkimussama tiimi, julkaistu vLuontoViime vuonna perustettiin kattava genominen viitekehys paksusuolensyövälle käyttämällä laajamittaista koko genomin ja transkription sekvensointia. Uusi tutkimus laajentaa tätä viitekehystä sisältämään ratkaisevan uuden ulottuvuuden – kudoksissa asuvien mikrobien systemaattisen karakterisoinnin – ja tarjoaa syvempiä näkemyksiä paksusuolensyövän monimutkaisesta biologisesta maisemasta.

Mikrobiyhteisöt vaihtelevat vasemmalta oikealle

Yksi silmiinpistävimmistä havainnoista on, että kasvaimen anatomisella sijainnilla on merkittävä vaikutus sen mikrobiomiin. Paksusuolen oikealla ja vasemmalla puolella esiintyvät syövät sisältävät merkittävästi erilaisia ​​mikrobiyhteisöjä.

Oikeanpuoleiset kasvaimet olivat hallitseviaFirmicutesBakteerit, mukaan lukien perheet, kutenLachnospiraceae(Esimerkiksi,Blautia) JaRuminococcaceae(mukaan lukienFecalibacterium). Nämä kasvaimet sisälsivät suuria määriä bakteereja, mutta niiden mikrobien monimuotoisuus oli pienempi.

Sitä vastoin vasemmanpuoleiset ja peräsuolen kasvaimet tukivat monimuotoisempia yhteisöjä pienemmällä bakteerimäärällä. Nämä paikat oli rikastettu mikrobeja, kutenEscherichia coli (E. coli),Akkermansia muciniphilaJaPorphyromonasLaji.

Ero kasvainkudoksen ja viereisen normaalikudoksen välillä oli erityisen selvä oikeassa paksusuolessa. Tietyt syöpään liittyvät bakteerit, mukaan lukien tietyt alalajitFusobacterium nucleatumoli johdonmukaisesti rikastettu kasvaimilla niiden sijainnista riippumatta.

Nämä mikrobien "allekirjoitukset" on validoitu riippumattomissa potilasryhmissä. Koneoppimismalleja käyttämällä tutkijat pystyivät ennustamaan tarkasti, tuliko kasvain paksusuolen oikealta vai vasemmalta puolelta pelkästään heidän mikrobiominsa perusteella. Oikeanpuoleiset mikrobiprofiilit on myös yhdistetty hypoksiaan liittyviin signalointireitteihin, mikä viittaa siihen, että kasvaimien vähähappiolosuhteet auttavat spesifisten bakteerien valintaa, mikä puolestaan ​​​​voi vaikuttaa kasvaimen käyttäytymiseen.

Mikrobit muuttavat kasvaimen genetiikkaa

Tutkimuksessa havaittiin myös vahva yhteys kasvaimissa asuvien mikrobien ja paksusuolensyövän geneettisen maiseman välillä.

Kasvaimet, joissa oli suuri määrä geneettisiä mutaatioita - yleisempiä oikeassa paksusuolessa - sisälsivät erillisiä mikrobiyhteisöjä, jotka olivat rikastuneet suusta peräisin olevilla bakteereilla. Näihin kuului useita alalajejaFusobacterium nucleatumja mikrobit, kutenTreponema.

Kasvaimet, joissa oli vähemmän mutaatioita, osoittivat erilaista kuviota. Nämä syövät ovat yleisempiäE. colimukaan lukien kannat, jotka kantavat DNA:ta vahingoittavaa genomista saaria pks. Nämä bakteerit liittyivät spesifisiin mutaatiokuvioihin ja olivat yleisempiä vasemmanpuoleisissa kasvaimissa.

Tärkeää on, että tutkijat havaitsivat, että mikrobien häiriö itsessään on kolorektaalisyövän määrittelevä piirre. Kaikissa geneettisissä alatyypeissä kasvaimet rikastuivat johdonmukaisesti patogeenisilla bakteereilla verrattuna viereiseen normaaliin kudokseen. Tämä viittaa siihen, että mikrobien epätasapaino ei ole vain geneettisten muutosten sivutuote, vaan tuumorigeneesin keskeinen osa.

Bakteerit osoittavat alatyyppispesifistä kasvaimen käyttäytymistä

Kun kasvaimet kerrostettiin vakiintuneiden molekyylialatyyppien mukaan, tiettyjen mikrobien prognostinen merkitys tuli entistä selvemmäksi.

Korkeat tasot ovat läsnä CMS2-kasvaimissa - alatyyppi, joka on yleisempi vasemmanpuoleisissa syövissä ja nuoremmissa potilaissaEnterobakteeritvarsinkin pks-positiivinenE. coliliittyivät vahvasti huonompaan selviytymiseen. Näissä kasvaimissa oli myös lisääntyneen hypoksian merkkejä.

Sitä vastoin CMS4-alatyypissä kohonneet Fusobacterium-tasot liittyivät huonompiin tuloksiin. Nämä kasvaimet osoittivat heikentynyttä kasvainten vastaista immuunivastetta, mukaan lukien vähentynyt CD8-positiivinen T-soluaktiivisuus.

Nämä tulokset osoittavat, että tietyn bakteerin vaikutus riippuu molekyylien alatyypistä ja kasvaimen mikroympäristöstä. Sama mikro-organismi voi signaloida hyvin erilaisia ​​biologisia käyttäytymismalleja riippuen siitä, missä ja miten se toimii.

Mikrobiriskipisteet, joilla on kliininen potentiaali

Tutkimuksen nopeimmin toteutettavissa oleva tulos on Microbial Risk Score.

Yhdistämällä molemmat riskialttiit bakteerit (esimClostridiumlajit) ja suojelutyypit (mukaan lukienFaecalibacterium prausnitzii), Microbial Risk Score ennusti itsenäisesti potilaan eloonjäämisen. Useissa analyyseissä se paransi ennusteen tarkkuutta standarditekijöiden, kuten iän, kasvainvaiheen ja syövän genetiikan, lisäksi. Suojaavat mikrobiprofiilit liittyivät vähentyneeseen tulehdukselliseen signalointiin, kun taas korkean riskin profiilit olivat yhdenmukaisia ​​signalointireittien kanssa, joiden tiedettiin edistävän syövän etenemistä.

Se oli merkillinen oivallusAkkermansia muciniphilausein pidettynä hyödyllisenä bakteerina, se liittyi huonompaan eloonjäämisasteeseen, kun sitä esiintyi suuria määriä kasvainten vieressä olevassa kudoksessa. Tämä korostaa mikrobien kontekstista riippuvaa roolia syövässä.

Yhdessä nämä havainnot muuttavat näkemystä paksusuolen syövästä yksinomaan ihmissolujen aiheuttamasta sairaudesta sellaiseksi, joka on olennaisesti muotoiltu ihmisen genetiikan ja kasvaimessa esiintyvien mikrobien välisen vuorovaikutuksen kautta. Dekoodaamalla mikrobien "postinumerot" kasvaimista, tutkimus lisää uuden tason biologiseen näkemykseen ja avaa oven henkilökohtaisempaan ennustearviointiin.

Vaikka mikrobiomipohjaiset hoidot eivät ole vielä ulottuvilla, kasvaimissa elävät mikrobit ovat nousemassa tärkeiksi biomarkkeriksi ja mahdollisiksi tulevaisuuden kohteiksi. Genomi- ja mikrobitiedon lähentyessä yhä enemmän syövän ymmärtäminen saattaa edellyttää kasvaingeenien lisäksi katsomista monimutkaisiin mikrobiekosysteemeihin, jotka ympäröivät niitä ja ovat vuorovaikutuksessa niiden kanssa.

Tietoja BGI Genomicsista

BGI Genomicsin pääkonttori sijaitsee Shenzhenissä, Kiinassa, ja se on maailman johtava tarkkuuslääketieteen integroitujen ratkaisujen toimittaja. Palvelumme kattavat yli 100 maata ja aluetta ja sisältävät yli 2 300 lääketieteellistä laitosta. Heinäkuussa 2017 BGI Genomics (300676.SZ) listattiin virallisesti Shenzhenin pörssiin BGI Groupin tytäryhtiönä.

Lähteet: