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为探究肠道微生物群对上皮性卵巢癌(EOC)的诊断价值,研究人员构建诊断模型,发现 EOC 患者微生物群变化,意义重大。
上皮性卵巢癌(Epithelial Ovarian Cancer,EOC)作为女性常见的恶性肿瘤,其发病隐匿,早期难以察觉,多数患者确诊时已处于晚期,5 年生存率低于 47%。目前的筛查方法,如血清 CA125 检测、HE4 检测和影像学检查,存在一定局限性,难以满足早期诊断的需求。近年来,肠道微生物群在多种疾病中的作用逐渐受到关注,研究发现其与肿瘤的发生、发展密切相关,这为 EOC 的早期诊断提供了新的思路。
在此背景下,来自南华大学附属第一医院等机构的研究人员开展了相关研究。他们的研究成果发表在《Journal of Translational Medicine》上,为 EOC 的诊断带来了新的突破。
研究人员采用了多种关键技术方法。首先,通过收集 34 例 EOC 患者、15 例良性卵巢肿瘤患者和 30 例健康志愿者的粪便样本,进行 16S rRNA 基因测序,分析肠道微生物群的组成和多样性。同时,收集临床数据和病理特征,进行综合分析。此外,利用 PICRUSt2 进行微生物功能预测,构建 WGCNA 网络分析微生物与临床数据的关联。通过 LEfSe 分析筛选微生物诊断标志物,结合 LASSO 和 SVM 分析建立微生物 - Cally 诊断模型。还对血浆样本进行非靶向代谢组学分析,探究关键代谢物与微生物的关系,并进行体外细胞实验验证微生物的作用。
研究结果如下:
- 参与者基线特征:三组人群在白细胞(WBC)、中性粒细胞(NEU)、单核细胞(MON)、嗜碱性粒细胞(BAS)、血小板(PLT)、白蛋白(ALB)、天冬氨酸转氨酶(AST)、血清铁蛋白(SF)、肿瘤特异性生长因子(TSGF)、高敏 C 反应蛋白(hs - CRP)、Cally 指数和 CA125 等指标上存在显著差异14。
- 三组肠道微生物特征
- 多样性变化:EOC 患者肠道微生物多样性显著降低,与正常对照组和良性肿瘤患者相比有明显差异,TB 患者的微生物群结构更接近正常对照组2。
- 组成差异:EOC 患者中,厚壁菌门(p_Firmicutes)、大肠杆菌属(g_Escherichia)和大肠杆菌(s_E.Coli)等显著增加,双歧杆菌属(g_Bifidobacterium)等益生菌相对丰度降低。通过聚类分析发现,EOC 患者中以大肠杆菌为主的肠型 1 占比最大35。
- 功能预测:EOC 患者与正常对照组相比,有 61 条功能通路存在差异,其中 28 条在 EOC 组激活,如志贺菌病、致病性大肠杆菌感染、氨基酸代谢和核苷酸代谢等;31 条在正常对照组激活,如精氨酸和脯氨酸代谢、转录机制等56。
- 基于肠道微生物组特征和临床特征的预测模型开发与验证
- 微生物标志物筛选:通过 LASSO 和 SVM 分析,筛选出志贺菌属(Shigella)、大肠杆菌属(Escherichia)、嗜血杆菌属(Haemophilus)、双歧杆菌属(Bifidobacterium)、瘤胃球菌属(Ruminococcus)等作为诊断标志物7。
- 模型构建与评估:将肠道微生物标志物与 Cally 指数结合构建诊断模型,该模型的受试者工作特征曲线下面积(AUC)达到 0.976(95% CI 0.943 - 1.00),经 Bootstrap 内部验证,AUC 为 0.974,Hosmer - Lemeshow 检验显示模型预测概率准确性良好,决策曲线分析表明该模型具有显著的临床净获益89。
- EOC 和非 EOC 组的代谢特征:EOC 组与非 EOC 组(NT 组,包括正常对照组和良性卵巢肿瘤组)相比,有 141 种代谢物为 EOC 组特有,82 种代谢物显著上调,151 种代谢物显著下调。其中 8 种代谢物仅来源于微生物,且 HMDB0240606 与大肠杆菌和志贺菌呈正相关,与瘤胃球菌呈负相关1011。
- 细菌对卵巢癌细胞迁移和增殖的体外影响:大肠杆菌(E. coli)上清液促进 SKOV3 细胞的增殖、迁移和侵袭,抑制细胞凋亡;双歧杆菌(Bifidobacterium)上清液的作用则相反12。
研究结论和讨论部分指出,EOC 患者肠道微生物多样性降低,机会致病菌增多,益生菌减少,且肠道微生物群与临床特征密切相关。研究建立的非侵入性诊断模型,为 EOC 的诊断提供了新的方法,具有重要的临床应用前景。不过,该研究也存在一定局限性,如样本量较小、仅进行了 16S rRNA 测序和细胞实验等。未来需要开展大规模、多中心研究,整合宏基因组和多组学分析,并进行体内实验验证,以更深入地了解疾病机制。但总体而言,这项研究为上皮性卵巢癌的早期诊断开辟了新方向,有望为临床诊疗带来新的突破,推动相关领域的进一步发展。