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GUT：發現可準確預測“癌王”的糞便微生物

健康知識養生常識

胰腺癌俗稱“癌中之王” 。
近些年 ， 死于胰腺癌的世界級名人包括：世界男高音帕瓦羅蒂、諾獎得主斯塔曼……
胰腺癌發現晚 ， 治療手段有限 ， 療效差 ， 致死率高 ， 一年存活率僅為25%1 。
胰腺腫瘤分為兩種 。 最常見的是起源于胰腺導管的胰腺腺癌（PDAC） ， 即通常說的“胰腺癌” 。 另一種是起源于胰腺有分泌激素功能的細胞 ， 即胰腺內分泌腫瘤 。
胰腺的位置深 ， 胰腺癌早期癥狀不明顯、發病原因不明確……這些都制約著胰腺癌的早發現 。
血液中的糖類抗原19-9（CA19-9） ， 是當前唯一被FDA批準的胰腺癌標志物 。 然而 ， CA19-9水平與其它多種癥狀關聯（如膽道阻塞） ， 對胰腺癌的篩查特異性低（0.75,95%CI0.72-0.86）2 ， 亟需更高效的篩查方法 。
近日 ， 發表在Gut上的一個研究發現糞便微生物可用于胰腺癌篩查 ， 單獨使用時準確性達到0.84（AUROC值 ， 一種模型評估指標）；當與血液CA19-9聯合使用時 ， 準確性提升至0.943 。 該研究由學界大咖PeerBork領導的德國和西班牙科學家共同完成 。
GUT：發現可準確預測“癌王”的糞便微生物
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既往研究已多次揭示微生物與胰腺癌的關聯 。 胰腺本身被特定微生物定植 ， 包括口腔和腸道的常見細菌4,5 。 小鼠模型研究發現 ， 腸道來源細菌能促進胰腺導管癌的形成6 。 另有研究發現人口腔和腸道的特定微生物與胰腺癌發病風險相關7 。
受這些研究啟發 ， Bork團隊基于136位法國受試者（57位胰腺癌患者 ， 50位對照 ， 29位慢性胰腺炎患者） ， 以及76位德國受試者（44位胰腺癌患者 ， 32位對照） ， 采集糞便、唾液、腫瘤和癌旁組織樣品 ， 使用DNA測序技術 ， 系統性地挖掘糞便微生物和唾液微生物對胰腺癌的預測效果（圖1） 。
GUT：發現可準確預測“癌王”的糞便微生物
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圖1：研究樣本和數據組成 。 rRNA：ribosomalRNA
該研究首要問題是確認糞便微生物組成與胰腺癌的關聯 。 在排除年齡、性別等因素的影響后 ， 糞便微生物組成與胰腺癌顯著相關（R2=0.01 ， P=0.5） 。 單因素檢驗發現 ， 9個細菌物種與胰腺癌關聯（多重檢驗校正PVeillonellaatypica）、具核梭桿菌（Fusobacteriumnucleatum）和廣棲別樣斯卡多維亞菌（Alloscardoviaomnicolens）等細菌在胰腺癌組富集 。
緊接著 ， 研究者構建由多個糞便微生物組成的分類器去識別胰腺癌患者 。 在多元邏輯回歸（LASSO）模型中 ， 27種細菌被選中（圖2） ， 它們的組合對胰腺癌的判別準確性達到AUROC=0.84（圖3） 。 此分類模型記為模型1（model-1） 。
這27個細菌包括胰腺癌組富集的細菌：史密斯產甲烷短桿菌（Methanobrevibactersmithii）、廣棲別樣斯卡多維亞菌、非典型韋榮氏球菌和芬氏擬桿菌（Bacteroidesfinegoldii）等；也包括胰腺癌組中缺少的細菌：普氏棲糞桿菌（Faecalibacteriumprausnitzii）、糞居擬桿菌（Bacteroidescoprocola）、雙歧雙歧桿菌（Bifidobacteriumbifidum）和羅姆布茨菌（Romboutsiatimonensis） 。
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圖2：模型1中挑選到的27種糞便微生物在訓練集樣本中的分布 。 PDAC：胰腺導管癌 ， 俗稱胰腺癌 。
在胰腺癌組缺乏的細菌通常與多種非癌癥病變有關聯8 ， 它們并不是胰腺癌特有的標志細菌 ， 并且影響模型對胰腺癌的判別特異性 。 為此 ， 研究者用同樣的方法 ， 僅從胰腺癌組富集的細菌中挑選標記物 ， 重新構建了一個分類模型 ， 簡稱模型2（model-2） 。
結果顯示 ， 模型2的準確性（AUROC=0.71）比模型1低 。 這是因為模型2采用了更嚴格的條件 ， 僅納入胰腺癌組富集的細菌 ， 降低了預測的敏感性所致 。