近日，上海交通大學醫學院公共衛生學院王慧教授聯合同濟大學朱瑞新教授、中科院上海營養與健康研究所張國慶教授、複旦大學陳興棟教授和中山大學附屬第六醫院朱立新教授團隊，在國際知名期刊《Nature Microbiology（自然微生物）》雜志上發表了題為Multi-kingdom microbiota analyses identify bacterial–fungal interactions and biomarkers of colorectal cancer across cohorts的研究論文，該研究針對結直腸癌患者腸道菌群的四界微生物組進行多中心隊列研究，分析和繪制了全球八個結直腸癌人群隊列的四界微生物組圖譜，發現結直腸癌特異的細菌-真菌互作新機制，為結直腸癌診斷提供了基于微生物及其功能标志物的新方法。
癌症是全球主要的公共衛生問題[1]，且成為大陸第三大、美國第二大死亡原因。《臨床惡性良性腫瘤雜志》“CA”期刊釋出的2021年癌症統計報告顯示，無論是在男性還是女性中，結直腸癌的發病率和死亡率都位居第三，極大地加重了社會負擔，是以亟需新的結直腸癌早篩方法和治療方案用于臨床[2-3]。最近大量研究表明，結直腸癌的發生發展與腸道微生物組的改變密切相關[4-5]，而腸道微生物組包括細菌、真菌、古菌和病毒四界微生物組，是以，對于結直腸癌發生發展的機制圍繞腸道微生物組四個界别的微生物開展整體的、客觀的和系統的研究，尚屬空白。
該研究整合了全球8個國家/地區的結直腸癌隊列共1368例标本的宏基因組資料，不僅發現了可用于結直腸癌診斷的單界别微生物菌株标志物（27個細菌、20個真菌、20個古菌和21個病毒物種），還首次發現了準确性更高的多界别最小核心菌群（11個細菌、4個真菌和1個古菌），此外，通過宏基因組功能預測，結直腸癌患者腸道菌群的D-氨基酸代謝和丁酸鹽代謝水準顯著升高。總之，該研究不僅揭示了不同地域人群中普遍存在的結直腸癌特異的微生物标志物，同時驗證了四界微生物組作為結直腸癌診斷輔助工具的可行性，并進一步提出了微生物及其相關功能基因作為治療結直腸癌潛在靶點的可能性，為結直腸癌早期診斷和預後評估提供了基于微生物及其功能标志物的新方法和新思路。
圖1. 多中心隊列中共有的結直腸癌特異性真菌标志物及其診斷能力預測
該研究得到了國家科技部重點研發計劃、國家自然科學基金、上海市科委和衛健委等項目的資助，第一作者和最後通訊作者機關為上海交通大學醫學院。上海交通大學醫學院公共衛生學院劉甯甯研究員、浙江大學醫學院附屬兒童醫院焦娜研究員、上海交通大學醫學院公共衛生學院碩士研究所學生譚鏡璁、上海市中醫醫院王子良研究員為論文的共同第一作者。該項目還得到了合作方中國科學院趙國屏院士、海軍軍醫大學廖萬清院士、海軍軍醫大學潘炜華教授、海軍軍醫大學方文捷博士、美國農業部農業研究局Geromy G. Moore教授、上海交通大學醫學院單細胞組學與疾病研究中心Christopher Heeschen教授、世界衛生組織國際癌症研究署Zisis Kozlakidis教授的大力支援和幫助。
感謝論文三位審稿人 Ran Blekhman, Aleksandar Kostic 和George Miller，對該項工作給予了高度評價：“All my concerns have been addressed. I believe that this is an important contribution.” “I would like to congratulate the authors on this interesting and comprehensive study. My concerns have been sufficiently addressed.”
參考文獻
1. Siegel RL, Miller KD, Fuchs HE, Jemal A. Cancer Statistics, 2021. CA Cancer J Clin. 2021 Jan;71(1):7-33. doi: 10.3322/caac.21654. Epub 2021 Jan 12. Erratum in: CA Cancer J Clin. 2021 Jul;71(4):359.
2. Dekker, E., Tanis, P. J., Vleugels, J. L. A., Kasi, P. M. & Wallace, M. B. Colorectal cancer. Lancet 394, 1467–1480 (2019).
3. Keum, N. & Giovannucci, E. Global burden of colorectal cancer: emerging trends, risk factors and prevention strategies. Nat. Rev. Gastroenterol. Hepatol. 16, 713–732 (2019).
4. Janney, A., Powrie, F. & Mann, E. H. Host–microbiota maladaptation in colorectal cancer. Nature 585, 509–517 (2020).
5. Yu, T. et al. Fusobacterium nucleatum promotes chemoresistance to colorectal cancer by modulating autophagy. Cell 170, 548–563.e16 (2017).