与直肠癌诊断和治疗相关的肠道微生物组特征

《Applied Microbiology and Biotechnology》：Gut microbiota signatures associated with diagnosis and treatment in rectal cancer

　　肠道微生物群失调已被认为是结直肠癌（CRC）进展的关键因素；然而，其在直肠癌（RC）中的作用以及治疗后的微生物状态仍缺乏深入研究。我们对77名RC患者（包括初诊患者（iRC）和治疗后患者（tRC））的粪便样本进行了16S rRNA测序，同时纳入83名健康对照者（HC）。分析内容包括微生物组成、α和β多样性以及预测的功能谱，并分别构建了两个独立的随机森林模型来区分iRC和tRC患者与健康对照者。结果显示，iRC患者的微生物α多样性显著低于HC，且iRC和tRC的群落结构存在明显差异。关键类群包括拟杆菌属（Bacteroides）、梭杆菌属（Fusobacterium）和普氏菌属（Prevotella）在iRC中富集，而有益丁酸产生菌如粪杆菌属（Faecalibacterium）和亚细杆菌属（Subdoligranulum）在iRC中减少。tRC的微生物群呈现部分重构，但未恢复至健康状态。随机森林模型的判别性能优异，受试者工作特征曲线下面积（AUC）均超过0.9。值得注意的是，普氏菌属（Prevotella）的丰度与iRC组患者血清中CEA、CA199、CA242和CA50水平呈正相关，提示其可能作为与疾病状态相关的微生物生物标志物。本研究鉴定了与RC及治疗后状态相关的特异性微生物特征，并表明将微生物生物标志物与机器学习相结合，可能为区分不同临床分组的微生物谱提供一种无创方法。**要点**- HC、iRC和tRC三组间的肠道微生物组成和多样性存在显著差异。- 两个成对随机森林模型在区分iRC和tRC与健康对照者方面表现出较高的判别性能。- 差异属与血清肿瘤标志物相关，且各组间的预测微生物功能存在差异。