癌症患者肿瘤和血液中竟有微生物“信号”!

这个世界除了我们肉眼可见的生命,还有一种我们虽肉眼不可见,却充满整个世界的微小生命——微生物,而且,它们对我们生活的诸多方面都有着举足轻重的影响。那么,对于人类的噩梦-癌症,微生物有影响吗?

关于微生物及其基因组的大部分研究都集中在消化道,机体大部分的微生物都“寄居”于此。这些研究已经发现:在一些起源于肠道内壁的癌症类型中,有着肠道微生物的作用,并且它们还可能通过免疫系统对远处的癌肿产生影响。此外,有新证据显示:在肠道外,其他部位的肿瘤内也能找到微生物信号——如核酸,不仅如此,没有罹患癌症的个体,其组织和血液中也存在微生物信号。最近,Poore等在此基础上有了进一步的发现:他们在多种人类癌症的癌肿部位和血液中,均发现了微生物DNA和RNA的信号。尽管未来还需要对此开展进一步研究,但这些信号或可用做现有临床诊断工具的补充。

Poore等利用癌症基因组图谱(The Cancer Genome Atlas,TCGA)分析了33种癌症的数据,涉及约1万患者的1.7万余样本,样本包括肿瘤(原发、复发肿瘤、以及转移瘤)、相邻的正常组织和血液样本。研究人员利用计算机、AI模型来筛选、分类这些样本中的微生物序列。经过严格的筛选去除污染等问题后,研究人员发现所有序列中有7.2%不属于人类,其中1/3可以映射到细菌、古细菌、或病毒的已知序列,12.6%可以映射到具体的种属。

接下来,研究人员用这些序列对机器学习模型进行了训练,以区分不同类型的癌症、同种癌症不同分期、以及肿瘤和正常组织。总的来说,AI模型在区分不同类型的癌症、辨别癌症和正常组织方面做得不错,但对癌症不同分期的区分能力不稳定。

研究人员还探讨了他们所发现的微生物谱与已知癌症相关微生物的关系,结果与既往的报道吻合:胃肠道肿瘤中有梭杆菌属(fusobacterium),宫颈癌、头颈癌及肝细胞癌中有病毒,如乳头瘤病毒、丙型肝炎病毒。

随后,Poore等又探索了癌症患者血液中的微生物信号,利用AI模型分析了TCGA队列中个体的全基因组序列。他们发现,血液中的微生物DNA可用于区分不同类型的癌症。

不管怎么样,通过监测、操控微生物组来实现抗癌的临床和基础进展是个令人激动的好机会。

(本文节选自《康复·生命新知》,订阅杂志看全文吧)

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