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子宫内膜癌中多态性微生物组的跨黏膜特征解析:阴道-直肠菌群互作与代谢通路重塑
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年05月23日 来源:npj Biofilms and Microbiomes 7.8
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研究人员针对子宫内膜癌(EC)微生物组特征不明确的问题,通过16S rRNA测序分析192例患者阴道和直肠菌群,发现EC患者阴道中乳酸杆菌(Lactobacillus)减少而厌氧球菌(Anaerococcus)等致病菌增多,直肠菌群中Buttiauxella agrestis富集。研究首次揭示两部位菌群特征共享机制,并发现糖代谢和雌激素相关通路异常,为EC早期诊断和微生态干预提供新靶点。成果发表于《npj Biofilms and Microbiomes》。
子宫内膜癌作为高收入国家第四大女性恶性肿瘤,其发病率预计到2030年将达到每年12.2万例。更令人担忧的是,黑人患者死亡率呈现 alarming 增长趋势。传统上,EC被分为雌激素依赖型(I型)和非雌激素依赖型(II型),但越来越多的证据表明,微生物组可能通过调节炎症、基因组不稳定性和代谢重编程等癌症特征参与EC发生发展。然而,既往研究存在样本量小、混杂因素控制不足等局限,特别是对多部位微生物组互作机制认识不清。
美国亚利桑那大学Melissa M. Herbst-Kralovetz团队联合多中心开展了一项突破性研究,通过对192例接受子宫切除术患者(包括66例EC、18例子宫内膜增生和108例良性病变)的阴道和直肠样本进行16S rRNA测序,结合先进生物信息学分析,首次系统揭示了EC相关的多部位微生物组特征及其代谢影响。该成果发表在《npj Biofilms and Microbiomes》上,为理解EC的微生物病因学提供了全新视角。
研究采用QIIME 2平台进行16S rRNA数据分析,运用ANCOM-BC校正BMI和绝经状态等混杂因素,通过PICRUSt2预测代谢通路,并创新性地采用PEDS算法分析菌群跨部位转移特征。样本来自凤凰城三家医疗中心的连续病例队列,严格排除抗生素使用等干扰因素。
微生物群落结构分析显示,EC患者阴道菌群呈现显著α多样性增加(Faith's PD,q=0.00012),均匀度升高(Pielou's evenness,q=0.000044),且乳酸杆菌相对丰度显著降低(Mann-Whitney U,q=3.2e-04)。值得注意的是,侵袭性更强的非子宫内膜样癌亚型中乳酸杆菌减少更明显。
差异菌种分析鉴定出EC特征性菌群变化:阴道中健康相关的Limosilactobacillus sp.(q<0.0001)减少,而致病性的Anaerococcus sp.(q=0.00021)、Prevotella timonensis(q=0.00416)等增加;直肠中Peptoniphilus lacrimalis(q=0.0031)减少而Buttiauxella agrestis(q=0.0205)富集。调整BMI和绝经状态后,Lachnospiraceae sp.和Limosilactobacillus sp.仍保持显著差异。
菌群网络分析揭示EC患者存在独特的微生物互作模式:阴道中Peptoniphilaceae家族菌种的相关性从良性组的13个激增至EC组的43个;直肠菌群负相关性从25个增至78个,Prevotella与Lachnospiraceae呈现拮抗关系。
跨部位转移分析发现,Prevotella timonensis和Peptoniphilus A是两部位共享的主要菌种(Mann-Whitney U p=0.0317)。有趣的是,乳酸杆菌丰度与菌群转移呈负相关(r=-0.425),且侵袭性亚型转移更显著(p=0.0323)。
代谢预测显示EC患者阴道菌群存在86条通路异常,包括抗菌物质(如链霉素生物合成,q<0.0001)和固醇代谢(如豆甾醇降解,q=0.0033)通路减少;直肠菌群中缬氨酸降解(q=0.0097)受抑,而香草酸降解等多酚代谢通路(q<0.0001)激活。
该研究首次系统描绘了EC相关的多部位微生物组特征图谱,提出"菌群跨部位转移"可能促进EC发展的新假说。发现Buttiauxella agrestis等新型EC相关菌种,为开发微生态标志物提供候选靶点。代谢通路分析提示菌群可能通过调节局部雌激素水平和炎症微环境影响EC进展。研究采用的严格病例对照设计和多因素校正模型,为后续微生物组研究树立了新标杆。这些发现不仅深化了对EC发病机制的理解,更为开发基于菌群调控的EC预防策略奠定了理论基础,对改善女性健康具有重要临床意义。
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