Nove raziskave razkrivajo bakterijsko »poštno številko« kolorektalnega raka za napovedovanje in preživetje

Nove raziskave razkrivajo bakterijsko »poštno številko« kolorektalnega raka za napovedovanje in preživetje

Nedavna študija kaže, da bakterije, ki živijo v kolorektalnih tumorjih, tvorijo različne ekosisteme, ki so tesno povezani z napredovanjem bolezninin rezultati bolnikov. Zdi se, da ti mikrobi, ki živijo v tkivu, igrajo bistveno vlogo pri oblikovanju biologije tumorja in lahko pomagajo napovedati preživetje bolnika natančneje kot tradicionalni klinični dejavniki sami.

Raziskavo so izvedli znanstveniki iz BGI Genomics v sodelovanju z Univerzo Uppsala, Univerzo Umeå in KTH Royal Institute of Technology. Objavljeno je bilo vKomunikacija v naraviZačetek decembra 2025.

Z analizo skoraj 1000 vzorcev raka debelega črevesa in danke so raziskovalci identificirali posebne mikrobne vzorce, povezane z lokacijo tumorja, genetskimi značilnostmi in izidi bolnikov. Na podlagi teh vzorcev so razvili tudi novo oceno mikrobiološkega tveganja (MRS), ki zagotavlja praktičen način za preoblikovanje kompleksnih mikrobiomskih podatkov v prognostične vpoglede.

To delo temelji na dolgoročnem sodelovanju med BGI Genomics in raziskovalno mrežo U-CAN na Švedskem. Aprejšnja študijaiste ekipe, objavljeno vNaravalani vzpostavil celovit genomski okvir za raka debelega črevesa in danke z uporabo obsežnega sekvenciranja celotnega genoma in transkriptoma. Nova raziskava razširja ta okvir, da vključuje ključno novo razsežnost – sistematično karakterizacijo mikrobov, ki živijo v tkivih – in zagotavlja globlji vpogled v kompleksno biološko pokrajino raka debelega črevesa in danke.

Mikrobne skupnosti se razlikujejo od leve proti desni

Ena najbolj presenetljivih ugotovitev je, da anatomska lokacija tumorja pomembno vpliva na njegov mikrobiom. Raki, ki nastanejo na desni in levi strani debelega črevesa, vsebujejo bistveno različne mikrobne skupnosti.

Prevladovali so tumorji na desni straniFirmicutesBakterije, vključno z družinami, kot soLachnospiraceae(Na primer,Blautia) InRuminococcaceae(vključno zFaecalibacterium). Ti tumorji so vsebovali veliko število bakterij, vendar so pokazali manjšo splošno mikrobno raznolikost.

Nasprotno pa so levostranski in rektalni tumorji podpirali bolj raznolike skupnosti z nižjo številčnostjo bakterij. Te lokacije so bile obogatene za mikrobe, kot jeEscherichia coli (E.coli),Akkermansia muciniphilainPorphyromonasVrsta.

Razlika med tumorskim tkivom in sosednjim normalnim tkivom je bila še posebej izrazita v desnem kolonu. Nekatere bakterije, povezane z rakom, vključno s posebnimi podvrstamiFusobacterium nucleatumso bili dosledno obogateni s tumorji ne glede na njihovo lokacijo.

Ti mikrobni "podpisi" so bili potrjeni v neodvisnih skupinah bolnikov. Z uporabo modelov strojnega učenja so raziskovalci lahko natančno napovedali, ali je tumor prišel z desne ali leve strani debelega črevesa samo na podlagi njihovega mikrobioma. Desnostranski mikrobni profili so bili povezani tudi s signalnimi potmi, povezanimi s hipoksijo, kar kaže na to, da razmere z nizko vsebnostjo kisika v tumorjih pomagajo pri izbiri specifičnih bakterij, kar lahko vpliva na obnašanje tumorja.

Mikrobi spreminjajo genetiko tumorja

Študija je odkrila tudi močno povezavo med mikrobi, ki prebivajo v tumorjih, in genetsko pokrajino kolorektalnega raka.

Tumorji z velikim številom genetskih mutacij - pogostejši v desnem debelem črevesu - so imeli različne mikrobne skupnosti, obogatene z bakterijami, ki izvirajo iz ust. Ti vključujejo več podvrstFusobacterium nucleatumin mikrobi, kot soTreponema.

Tumorji z manj mutacijami so pokazali drugačen vzorec. Ti raki so pogostejšiE.colivključno s sevi, ki nosijo genomski otok pks, ki poškoduje DNA. Te bakterije so bile povezane s posebnimi vzorci mutacije in so bile pogostejše pri tumorjih na levi strani.

Pomembno je, da so raziskovalci ugotovili, da je sama mikrobna motnja odločilna značilnost kolorektalnega raka. V vseh genetskih podtipih so bili tumorji dosledno obogateni s patogenimi bakterijami v primerjavi s sosednjim normalnim tkivom. To nakazuje, da mikrobno neravnovesje ni le stranski produkt genetskih sprememb, temveč osrednja komponenta tumorigeneze.

Bakterije kažejo na podtip specifično obnašanje tumorja

Ko so bili tumorji stratificirani glede na uveljavljene molekularne podtipe, je prognostični pomen specifičnih mikrobov postal še jasnejši.

Visoke ravni so prisotne v tumorjih CMS2 – podvrsti, ki je pogostejša pri levostranskem raku in mlajših bolnikihEnterobacteriaceaepredvsem pks-pozitivenE.coliso bili močno povezani s slabšim preživetjem. Ti tumorji so pokazali tudi znake povečane hipoksije.

Nasprotno pa so bile pri podtipu CMS4 povečane ravni Fusobacterium povezane s slabšimi rezultati. Ti tumorji so pokazali oslabljen protitumorski imunski odziv, vključno z zmanjšano aktivnostjo CD8-pozitivnih celic T.

Ti rezultati kažejo, da je učinek določene bakterije odvisen od molekularnega podtipa in tumorskega mikrookolja. Isti mikroorganizem lahko signalizira zelo različna biološka vedenja, odvisno od tega, kje in kako deluje.

Rezultat mikrobnega tveganja s kliničnim potencialom

Najhitreje izvedljiv rezultat študije je rezultat mikrobiološkega tveganja.

S kombiniranjem obeh visokorizičnih bakterij (nprClostridiumvrste) in vrste zaščite (vključnoFaecalibacterium prausnitzii), rezultat mikrobnega tveganja je neodvisno napovedal preživetje bolnikov. V več analizah je izboljšal napovedno natančnost, ki presega standardne dejavnike, kot so starost, stopnja tumorja in genetika raka. Zaščitni mikrobni profili so bili povezani z zmanjšano vnetno signalizacijo, medtem ko so bili profili z visokim tveganjem skladni s signalnimi potmi, za katere je znano, da spodbujajo napredovanje raka.

To je bila izjemna ugotovitevAkkermansia muciniphilapogosto velja za koristno bakterijo, je bila povezana s slabšimi stopnjami preživetja, če je bila prisotna v velikih količinah v tkivu ob tumorjih. To poudarja kontekstno odvisno vlogo mikrobov pri raku.

Skupaj te ugotovitve spreminjajo pogled na rak debelega črevesa in danke iz bolezni, ki jo povzročajo samo človeške celice, na bolezen, ki jo v bistvu oblikujejo interakcije med človeško genetiko in mikrobi, rezidentnimi v tumorjih. Z dekodiranjem mikrobnih "poštnih številk" znotraj tumorjev študija dodaja novo raven biološkega vpogleda in odpira vrata bolj prilagojeni prognostični oceni.

Medtem ko zdravljenja, ki temeljijo na mikrobiomu, še niso dosegljiva, se tumorski rezidenčni mikrobi pojavljajo kot pomembni biomarkerji in potencialne prihodnje tarče. Ker se genomski in mikrobni podatki še naprej zbližujejo, lahko razumevanje raka vedno bolj zahteva pogled onkraj tumorskih genov na kompleksne mikrobne ekosisteme, ki jih obdajajo in z njimi sodelujejo.

O BGI Genomics

BGI Genomics s sedežem v Shenzhenu na Kitajskem je vodilni svetovni ponudnik integriranih rešitev za natančno medicino. Naše storitve pokrivajo več kot 100 držav in regij ter vključujejo več kot 2300 zdravstvenih ustanov. Julija 2017 je bila družba BGI Genomics (300676.SZ) uradno kotirana na borzi v Shenzhenu kot podružnica skupine BGI.

Viri: