發表日期 3/15/2022, 1:36:43 PM
近日,“一傢五口感染幽門螺鏇杆菌”的新聞引發熱議,幽門螺鏇杆菌是一種傳染性很強的細菌,人感染後,輕則導緻口臭胃炎,重則會誘發胃潰瘍甚至胃癌,目前, 幽門螺鏇杆菌已經被世界衛生組織定位為一級緻癌物。 機體的胃腸道微生物環境紛繁復雜,除瞭幽門螺鏇杆菌外,還存在著成韆上萬種細菌,可以想見,這些微生物中的某些也許跟幽門螺鏇杆菌一樣也在胃癌的發生發展過程中扮演著重要的作用。
兩種細菌,精準篩查胃癌
曾有研究比較瞭慢性胃炎、腸上皮化生和胃癌患者胃黏膜微生物群落的組成、多樣性和豐富度,發現相比於胃炎組和腸上皮化生組,胃癌組的螺杆菌科的相對豐度明顯下降,而鏈球菌科的相對豐度則明顯增加,胃癌組的腸道微生物多樣性也明顯增加[1],這種差異也許可以被利用作為胃癌診斷和治療新手段的開發。
近日,上海交通大學醫學院附屬仁濟醫院副院長、消化科主任 房靜遠教授團隊 在權威醫學期刊《胃腸病學》(Gastroenterology)上發文[2],首次報道瞭 癌前病變、早期和晚期胃癌患者糞便中存在兩種細菌咽峽鏈球菌(Streptococcus anginosus)和星座鏈球菌(Streptococcus constellatus)的富集,可以作為預警和篩查胃癌的非侵入性的生物標誌物。
這是一項大規模多中心研究,從中國的10個醫院共招募瞭1043名患有胃癌或慢性胃炎的誌願者,收集其胃組織和糞便樣本。將其分彆分為3個獨立的隊列,其中發現隊列(n=50)用於探索特定的胃癌富集的菌落,包含25名胃癌患者和25名慢性胃炎患者,這些患者均來自於上海仁濟醫院;訓練隊列(n=510)用於在更大規模上測試候選菌落的可靠性,包括216名慢性胃炎患者、51名早期胃癌患者和243名晚期胃癌患者,患者均來自於上海仁濟醫院;驗證隊列(n=483)來自北京、天津、上海等地的9傢醫院,包括227例慢性胃炎患者和100例早期胃癌患者和113例晚期胃癌患者,用於確定多中心範圍下的糞便診斷錶現。
圖1 研究設計
胃癌患者腫瘤組織和糞便兩種菌富集
16s rRNA基因分析顯示相較於慢性胃炎組,胃癌組厚壁菌門和鏈球菌屬比例明顯上調,在種水平上, 咽峽炎鏈球菌(Sa)和星座鏈球菌(Sc)比例在胃癌中顯著增加。 這也通過qPCR得到瞭驗證,腫瘤組織中,Sa的相對豐度相比於對照黏膜高齣1.9倍,而在糞便中,胃癌組Sa的相對豐度則比慢性胃炎組高齣22.2倍,針對Sc的比較也得到瞭類似的結果。以上發現提示, 與慢性胃炎患者相比,Sa和Sc在胃癌患者的腫瘤組織和糞便中顯著富集,且在糞便中富集的程度更高。
圖2 胃癌糞便和腫瘤組織Sa和Sc豐度升高
接下來作者評估瞭腫瘤侵襲的深度對Sa和Sc的影響,發現早期胃癌腫瘤組織中的Sa豐度比晚期胃癌高齣2.6倍,較慢性胃炎組的對照粘膜高齣7.5倍,此外,Sa和Sc的豐度在早期胃癌患者的糞便中也較慢性胃炎患者高,分彆增加瞭27.3倍和10.9倍。從慢性胃炎到上皮內瘤變(胃癌的癌前病變)再到胃癌要經曆多步驟的、復雜的組織學過程,研究者發現,Sa和Sc在上皮內瘤變患者的糞便中豐度已經較慢性胃炎患者顯著上升,即 在癌前病變階段,這兩種細菌就已經呈現顯著富集,提示這兩種細菌是早期胃癌發生的重要預警信號。
作者亦評估瞭幽門螺鏇杆菌與這兩種細菌之間的關係,發現Sa和Sc與幽門螺鏇杆菌在胃癌腫瘤組織中存在輕微正相關,但在胃炎組織中不存在相關性,此外,這種相關性在早期胃癌中比晚期胃癌中更為明顯。作者將慢性胃炎患者進一步劃分為感染幽門螺鏇杆菌組和未感染幽門螺鏇杆菌組,發現兩種細菌均在未感染幽門螺鏇杆菌胃炎組的胃粘膜中富集,但在糞便中,兩組的Sa和Sc豐度並沒有明顯差異, 意味著使用糞便中Sa和Sc的豐度進行胃癌篩查並不會受到幽門螺鏇杆菌感染的影響。
高靈敏度,兩大隊列驗證診斷價值
那麼,Sa和Sc在胃癌診斷中的價值究竟如何呢?
作者首先使用瞭訓練隊列評估瞭糞便中的Sa和Sc將健康人和早期胃癌患者區分開來的錶現,在最佳cut-off值下,糞便中Sa診斷早期胃癌患者的靈敏度可以達到75.6%(即患有早期胃癌的患者有75.6%可以通過此法檢測齣來),而Sc靈敏度可以達到84.4%,如果同時考慮兩個菌種(Sa ∪ Sc,即Sa富集或Sc富集或二者均富集的均判定為患有胃癌),能夠將靈敏度提高至91.1%,假陰性率僅為8.9%。對於晚期胃癌患者,Sa∪Sc再加上血清腫瘤標誌物癌胚抗原(CEA)可以將篩查靈敏度提升至85.2%。
最後,作者使用驗證隊列對訓練隊列中得到的數據進行瞭驗證,在兩個獨立的隊列中得到瞭較為一緻的結果,即相比於慢性胃炎患者,Sa和Sc在胃癌患者的糞便中高度富集,尤其是早期胃癌患者,這兩種細菌確實有助於早期胃癌的預測。在驗證隊列中,Sa ∪ Sc的靈敏度高達97.6%,錶明僅有2.4%的早期胃癌患者發生瞭誤診。Sa和Sc同樣也有助於晚期胃癌的診斷,在篩查晚期胃癌患者時, Sa ∪ Sc能夠將靈敏度提升至92.1%。
綜閤訓練隊列和驗證隊列共993例患者的數據,Sa ∪ Sc的對於診斷早期和晚期胃癌的靈敏度分彆能夠達到94.6%和92.1%。
胃癌是世界全世界範圍內發病率位居第5,死亡率第4的癌癥[3],全世界有一半的胃癌死亡患者在中國,早期篩查是對於預防胃癌及提高患者預後非常重要,目前胃癌早期篩查主要是通過胃鏡檢查,存在操作復雜、過程痛苦等缺點,而本文的研究為胃癌篩查提供瞭一種非侵入式、高靈敏度的候選檢查方法,具有較大的臨床應用價值,如能在臨床推廣,相信能讓更多患者受益。
作者:殷其雷
來源:健康界腫瘤前綫
參考文獻
1. Png CW, Lee WJJ, Chua SJ, Zhu F, Yeoh KG, Zhang Y. Mucosal microbiome associates with progression to gastric cancer. Theranostics 2022;12:48-58.
2. Zhou C-B, Pan S-Y, Jin P, et al. Fecal signatures of Streptococcus anginosus and Streptococcus constellatus for non-invasive screening and early warning of gastric cancer. Gastroenterology 2022.
3. Sung H, Ferlay J, Siegel RL, et al. Global Cancer Statistics 2020: GLOBOCAN Estimates of Incidence and Mortality Worldwide for 36 Cancers in 185 Countries. CA: a cancer journal for clinicians 2021;71:209-49.