肠道菌群与肝细胞癌的因果关联:双样本孟德尔随机化与病例对照研究揭示关键微生物靶点

【字体: 时间:2025年06月05日 来源:Discover Oncology 2.8

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  为解决肠道菌群与肝细胞癌(HCC)因果关系不明确的问题,天津第二人民医院团队通过双样本孟德尔随机化(MR)和病例对照研究,发现Clostridia、Clostridiales和Dorea为HCC保护因子,而Bacteroides stercoris等为风险因子。该研究首次在物种水平建立HCC菌群风险谱,为肝癌防治提供新靶点,发表于《Discover Oncology》。

  

肝细胞癌(HCC)占原发性肝癌的75%-85%,因其早期症状隐匿,多数患者确诊时已进展至晚期。尽管病毒性肝炎和酒精性肝病等风险因素已被确认,但近年研究发现,肠道菌群通过"肠-肝轴"调控肝脏免疫微环境,可能成为HCC发生的关键推手。然而,现有观察性研究难以区分因果关联与混杂效应,亟需更严谨的方法验证菌群与HCC的因果关系。

天津第二人民医院刘洋团队在《Discover Oncology》发表的研究,创新性结合双样本孟德尔随机化(MR)和病例对照分析,首次在物种水平揭示特定肠道微生物与HCC的因果关联。研究通过MR分析发现,Clostridia(OR=0.554)、Clostridiales(OR=0.554)和Dorea(OR=0.679)显著降低HCC风险,而Desulfovibrio piger(OR=1.304)和Bacteroides stercoris(OR=1.714)则促进HCC发生。后续病例对照实验进一步验证这些菌群在健康人群与HCC患者中的丰度差异,为肝癌防治提供精准微生物靶点。

研究采用三大关键技术:1)基于荷兰微生物组计划(DMP)和IEU OpenGWAS数据库的双样本MR分析,筛选45个强效工具变量(SNPs);2)针对29例HBV-HCC患者和21例健康对照的16S rRNA测序;3)通过α/β多样性分析(Chao1、PCoA等)比较菌群结构差异。

研究结果
3.1 孟德尔随机化分析
IVW方法显示,在物种水平上Bacteroides stercoris的致癌效应最强(OR=1.714),其通过TLR4/NF-κB通路促进炎症微环境重建。值得注意的是,Clostridia和Clostridiales在分类学上存在层级关系,二者保护效应完全一致(OR均为0.554),提示该菌群的抗癌作用可能通过共同代谢途径实现。

3.2 病例对照验证
16S测序数据显示,健康组Clostridia丰度显著高于HCC组(p<0.0001),而Bacteroides stercoris呈现相反趋势(p<0.05)。β多样性分析中,基于Unweighted UniFrac距离的PCoA显示两组菌群结构显著分离(R=0.2794),证实HCC患者存在特征性菌群失调。

讨论与意义
该研究突破既往菌群-HCC关联研究停留在属水平的局限,首次在物种层面锁定Bacteroides stercoris等精确靶点。从转化医学角度看,补充Clostridia制剂或靶向清除Bacteroides stercoris可能成为肝癌预防新策略。研究局限性包括样本均来自欧洲人群,且16S测序对部分物种注释不足,未来需通过宏基因组测序扩大验证。

这项研究为理解"肠-肝轴"在HCC发生中的作用提供了因果证据链,其创新性体现在:1)将MR分析拓展至微生物物种水平;2)发现Dorea具有跨癌种(胆管癌与HCC)保护效应;3)提出菌群标志物可用于肝硬化患者的HCC风险分层。这些发现为肝癌的早期预警和微生态干预奠定了理论基础。

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