Ny forskning avslöjar det bakteriella postnumret för kolorektal cancer för förutsägelse och överlevnad

Ny forskning avslöjar det bakteriella postnumret för kolorektal cancer för förutsägelse och överlevnad

En nyligen genomförd studie visar att bakterier som lever i kolorektala tumörer bildar distinkta ekosystem som är nära kopplade till sjukdomsprogressionNoch patientresultat. Dessa "vävnadsboende" mikrober verkar spela en viktig roll i att forma tumörbiologi och kan hjälpa till att förutsäga patientöverlevnad mer exakt än traditionella kliniska faktorer enbart.

Forskningen har utförts av forskare från BGI Genomics i samarbete med Uppsala universitet, Umeå universitet och Kungliga Tekniska Högskolan. Den publicerades iNaturkommunikationBörjan av december 2025.

Genom att analysera nästan 1 000 kolorektalcancerprover identifierade forskare specifika mikrobiella mönster associerade med tumörplacering, genetiska egenskaper och patientresultat. De utvecklade också ett nytt Microbial Risk Score (MRS) baserat på dessa mönster, vilket ger ett praktiskt sätt att omvandla komplexa mikrobiomdata till prognostiska insikter.

Detta arbete bygger på ett långsiktigt samarbete mellan BGI Genomics och forskningsnätverket U-CAN i Sverige. Atidigare studieav samma lag, publicerad iNaturförra året etablerade ett omfattande genomiskt ramverk för kolorektal cancer med hjälp av storskalig helgenom- och transkriptomsekvensering. Den nya forskningen utökar detta ramverk till att inkludera en avgörande ny dimension – den systematiska karakteriseringen av vävnadsboende mikrober – och ger djupare insikter i det komplexa biologiska landskapet av kolorektal cancer.

Mikrobiella samhällen skiljer sig från vänster till höger

Ett av de mest slående fynden är att tumörens anatomiska placering har en betydande inverkan på dess mikrobiom. Cancer som uppstår på höger och vänster sida av tjocktarmen hyser signifikant olika mikrobiella samhällen.

Högersidiga tumörer domineradesFirmicutesBakterier, inklusive familjer somLachnospiraceae(Till exempel,Blautia) OchRuminococcaceae(inklusiveFaecalibacterium). Dessa tumörer innehöll ett stort antal bakterier men visade lägre total mikrobiell mångfald.

Däremot stödde vänstersidiga och rektala tumörer mer olika samhällen med lägre bakteriellt överflöd. Dessa platser berikades för mikrober somEscherichia coli (E.coli),Akkermansia muciniphilaOchPorphyromonasArt.

Skillnaden mellan tumörvävnad och den intilliggande normala vävnaden var särskilt uttalad i höger kolon. Vissa cancerrelaterade bakterier, inklusive specifika underarterFusobacterium nucleatumvar konsekvent berikade med tumörer oavsett deras placering.

Dessa mikrobiella "signaturer" har validerats i oberoende patientkohorter. Med hjälp av maskininlärningsmodeller kunde forskarna exakt förutsäga om en tumör kom från höger eller vänster sida av tjocktarmen baserat på enbart deras mikrobiom. Högersidiga mikrobiella profiler har också kopplats till hypoxirelaterade signalvägar, vilket tyder på att lågsyretillstånd i tumörer hjälper till att välja specifika bakterier, vilket i sin tur kan påverka tumörbeteende.

Mikrober förändrar tumörgenetik

Studien fann också ett starkt samband mellan tumörboende mikrober och det genetiska landskapet av kolorektal cancer.

Tumörer med ett stort antal genetiska mutationer - vanligare i höger tjocktarm - hyste distinkta mikrobiella samhällen berikade med bakterier som härstammar från munnen. Dessa omfattade flera underarter avFusobacterium nucleatumoch mikrober som t.exTreponema.

Tumörer med färre mutationer visade ett annat mönster. Dessa cancerformer är vanligareE.coliinklusive stammar som bär den DNA-skadande genomiska ön pks. Dessa bakterier var associerade med specifika mutationsmönster och var vanligare i vänstersidiga tumörer.

Viktigt, forskarna observerade att mikrobiell störning i sig är en avgörande egenskap hos kolorektal cancer. Över alla genetiska subtyper berikades tumörer konsekvent på patogena bakterier jämfört med intilliggande normal vävnad. Detta tyder på att den mikrobiella obalansen inte bara är en biprodukt av genetiska förändringar, utan en central komponent i tumörbildning.

Bakterier indikerar subtypspecifikt tumörbeteende

När tumörer stratifierades enligt etablerade molekylära subtyper blev den prognostiska betydelsen av specifika mikrober ännu tydligare.

Höga nivåer finns i CMS2-tumörer - en subtyp som är vanligare hos vänstersidiga cancerformer och yngre patienterEnterobacteriaceaespeciellt pks-positivE.colivar starkt förknippade med sämre överlevnad. Dessa tumörer visade också tecken på ökad hypoxi.

Däremot i CMS4-subtypen var ökade nivåer av Fusobacterium associerade med sämre resultat. Dessa tumörer visade ett försvagat antitumörimmunsvar, inklusive minskad CD8-positiv T-cellsaktivitet.

Dessa resultat visar att effekten av en viss bakterie beror på den molekylära subtypen och tumörens mikromiljö. Samma mikroorganism kan signalera väldigt olika biologiska beteenden beroende på var och hur den verkar.

Mikrobiell riskpoäng med klinisk potential

Det snabbast genomförbara resultatet av studien är Microbial Risk Score.

Genom att kombinera både högriskbakterier (t.ex. vissaClostridiumarter) och typer av skydd (inklusiveFaecalibacterium prausnitzii), det mikrobiella riskpoängen förutspådde oberoende patientöverlevnad. I flera analyser förbättrade det prognostisk noggrannhet utöver standardfaktorer som ålder, tumörstadium och cancergenetik. Skyddande mikrobiella profiler var associerade med minskad inflammatorisk signalering, medan högriskprofiler överensstämde med signalvägar kända för att främja cancerprogression.

Det var ett anmärkningsvärt fyndAkkermansia muciniphilaofta betraktad som en nyttig bakterie, var associerad med sämre överlevnadsgrad när den fanns i stora mängder i vävnad intill tumörer. Detta belyser den kontextberoende roll mikrober har i cancer.

Sammantaget förändrar dessa fynd synen på kolorektal cancer från en sjukdom som enbart orsakas av mänskliga celler till en som i huvudsak formas av interaktioner mellan mänsklig genetik och tumörboende mikrober. Genom att avkoda mikrobiella "postnummer" i tumörer, lägger studien till en ny nivå av biologisk insikt och öppnar dörren till mer personlig prognostisk bedömning.

Medan mikrobiombaserade behandlingar ännu inte är inom räckhåll, dyker tumörboende mikrober upp som viktiga biomarkörer och potentiella framtida mål. När genomiska och mikrobiella data fortsätter att konvergera, kan förståelse av cancer i allt högre grad kräva att man ser bortom tumörgener till de komplexa mikrobiella ekosystemen som omger och interagerar med dem.

Om BGI Genomics

Med huvudkontor i Shenzhen, Kina, är BGI Genomics världens ledande leverantör av integrerade lösningar för precisionsmedicin. Våra tjänster täcker mer än 100 länder och regioner och omfattar mer än 2 300 sjukvårdsinrättningar. I juli 2017 noterades BGI Genomics (300676.SZ) officiellt på Shenzhen-börsen som ett dotterbolag till BGI Group.

Källor: