鼻咽癌组织驻留微生物组特征研究及其预后价值

【字体: 时间:2025年05月18日 来源:Microbiome 13.8

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  【编辑推荐】为探究鼻咽癌(NPC)组织驻留微生物组的临床意义,研究人员对 491 例 NPC 及 36 例正常组织进行 16S rRNA 测序,构建包含拟杆菌属、Alloprevotella 等的四菌特征模型,发现其与免疫浸润缺陷相关,为 NPC 精准医疗提供新方向。

  
鼻咽癌(Nasopharyngeal Carcinoma, NPC)是一种起源于鼻咽上皮的恶性肿瘤,在华南、东南亚及北非地区高发。尽管放疗是主要治疗手段,且 TNM 分期系统在预后预测中占据重要地位,但相同分期患者的预后差异显著,约 30% 的患者在根治性治疗后因局部复发或远处转移死亡,这表明基于解剖学的分期系统难以满足个体化治疗需求。随着微生物组研究的兴起,越来越多证据表明肿瘤组织中存在特异性微生物群,其与肿瘤发生发展密切相关。然而,鼻咽癌组织驻留微生物组的具体特征及其临床意义尚不明确,寻找新型分子标志物以优化风险分层和预后预测成为亟待解决的问题。

为填补这一研究空白,中山大学肿瘤防治中心联合桂林医学院附属医院的研究团队开展了一项多中心回顾性研究。该研究通过分析鼻咽癌组织与正常鼻咽组织的微生物组成差异,构建并验证了一种基于四菌特征的预后模型,相关成果发表在《Microbiome》杂志上,为鼻咽癌的精准诊疗提供了新视角。

研究人员首先收集了 491 例 NPC 患者的新鲜冰冻活检组织(包括 343 例来自中山大学肿瘤防治中心的样本和 148 例来自桂林医学院附属医院的样本),以及 36 例正常鼻咽组织作为对照。主要采用以下关键技术方法:

  1. 16S rRNA 基因测序:对 343 例 NPC 组织和 36 例正常组织进行微生物组成分析,筛选差异细菌 genera。
  2. 生物信息学分析:通过 LASSO 回归模型构建四菌特征风险评分公式,并利用训练队列(n=171)、内部验证队列(n=172)和外部验证队列(n=148)验证模型的预后效能。
  3. 多组学整合分析:结合 RNA 测序(RNA-seq)和多重免疫组化(mIHC),探究风险细菌与肿瘤微环境的相互作用机制。

研究结果


1. 鼻咽癌与正常组织的微生物组成差异


通过严格的污染控制流程(CR 程序),研究发现 NPC 组织与正常鼻咽组织的微生物组成存在显著差异。在门水平上,NPC 组织中厚壁菌门(Firmicutes)、放线菌门(Actinobacteriota)和弯曲菌门(Campilobacterota)显著富集,而变形菌门(Proteobacteria)丰度降低。Alpha 多样性分析显示,NPC 组织的 Shannon 指数(P=0.007)和 Simpson 指数(P=0.036)显著高于正常组织,表明其微生物群落复杂性更高。主坐标分析(PCoA)显示,NPC 与正常组织的微生物群落结构存在明显分离(Bray-Curtis 距离:R2=0.016,P=0.001;unweighted UniFrac 距离:R2=0.017,P=0.001)。

2. 四菌特征模型的构建与验证


通过整合发现队列和复发队列的差异细菌,筛选出 8 个候选 genera,进一步通过 LASSO 回归确定了由拟杆菌属(Bacteroides)、Alloprevotella、Parvimonas 和 Dialister 组成的四菌特征。风险评分公式为:Risk score = 3.4585× 拟杆菌属相对丰度 + 8.5512×Alloprevotella 相对丰度 + 2.3116×Parvimonas 相对丰度 + 3.7812×Dialister 相对丰度。生存分析表明,高风险组患者的无病生存期(DFS,HR=2.80, 95% CI 1.51–5.18, P<0.001)、无远处转移生存期(DMFS,HR=4.00, 95% CI 1.77–9.01, P<0.001)和总生存期(OS,HR=3.45, 95% CI 1.77–6.72, P<0.001)均显著短于低风险组,且在内部和外部验证队列中结果一致。

3. 风险细菌与免疫微环境的关联


多组学分析显示,高风险细菌丰度的 NPC 组织中,免疫相关通路(如 T 细胞受体和 B 细胞受体信号通路)显著富集,而恶性相关通路(如细胞增殖和转移)和代谢通路(如细胞色素 P450 通路)呈正相关。MCP-counter 算法和 mIHC 结果表明,高风险组肿瘤内 CD8? T 细胞、B 细胞、NK 细胞等免疫细胞浸润显著减少,提示风险细菌可能通过抑制免疫浸润促进肿瘤进展。

研究结论与意义


本研究首次在大样本中系统描绘了鼻咽癌组织驻留微生物组的特征,证实了四菌特征(Bacteroides、Alloprevotella、Parvimonas、Dialister)作为独立预后标志物的价值。研究发现肿瘤驻留微生物通过干扰免疫微环境参与 NPC 进展,为微生物靶向治疗提供了理论依据。尽管前瞻性验证和机制深入研究仍需开展,但该成果为鼻咽癌的精准分层和个体化治疗开辟了新方向,有望推动 “微生物组导向的精准医学” 时代的到来。

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