肠肝轴：探究肝细胞癌中的微生物失衡与特异性生物标志物

《AMB Express》：The gut-liver axis: exploring microbial dysbiosis and specific biomarkers in hepatocellular carcinoma

　　

摘要

肝细胞癌是全球重大的健康问题，其与共生微生物群之间的关联已得到明确证实。然而，为不同人群开发可用于早期诊断肝细胞癌的稳定可靠的微生物生物标志物仍然具有挑战性。我们对13项研究进行了整合分析，研究了607份粪便样本和263份肝脏组织样本的16S rRNA测序数据。数据处理采用了VSEARCH、QIIME以及R语言包（vegan、phyloseq、cooccur、random forest），并运用PICRUSt进行功能预测。α多样性分析显示，肝细胞癌患者与非癌症患者的肝脏微生物群存在显著差异，而肠道微生物群则无差异。线性判别分析效应大小分析指出Blautia和Streptococcus是存在于肠道和肝脏微生态环境中的共有生物标志物。基于内部数据，利用肠道和肝脏微生物组特征构建的模型展现出较高的区分能力（肠道模型AUC值为0.8064；肝脏模型AUC值为0.9645）。孟德尔随机化分析表明Streptococcus可能与肝细胞癌的发生存在关联。KEGG富集分析进一步显示，癌症患者与对照组之间的微生物群在功能上存在显著差异，这些差异主要与代谢紊乱有关。因此，本研究揭示了肝细胞癌患者独特的肠道-肝脏微生物群特征，找到了潜在的跨部位诊断生物标志物，并构建了性能良好的肠道和肝脏预测模型，为微生物生物标志物在肝细胞癌早期诊断和筛查中的应用提供了初步证据。