Nat. Commun.｜中山大学附属六院朱立新等发现结直肠癌早筛的肠道微生物标志物！

肠道微生物群是代谢性疾病和癌症的非侵入性的粪便生物标志物。肠道微生物群与结直肠癌(CRC)之间的联系已被广泛研究。许多研究报告称，肠道微生物群是CRC发生和发展的重要致病因素，并已鉴定出CRC的一些粪便微生物标志物。然而，尚不清楚这些生物标志物是否能准确检测腺瘤、早期CRC 。

2021年5月24日，中山大学附属第六医院胃肠病研究所朱立新教授，同济大学附属第十人民医院生物信息系朱瑞新教授、田川博士（朱瑞新课题组原硕士生、现美国礼来高级研究员）和上海交通大学公共卫生学院刘宁宁研究员等课题组联合以“Identification of microbial markers across populations in early detection of colorectal cancer”为题的研究，在线发表在《Nature Communications》（IF=12.121）杂志上。

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该研究团队首先研究了潜在的混杂因素，计算每个扩增子序列变体(ASV)的疾病状态解释的方差，以量化潜在混杂因素的影响。修正后的ASV的方差大于用疾病状态和其他潜在混杂因素解释的方差。

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在对照与腺瘤模型中，研究间转移验证的AUC值（模型评估指标：AUC ， area under the ROC curve）范围为0.52至0.81 ，平均值为0.64 。与达到相对较高的试验AUC(平均AUC = 0.70)的其他研究相比， US2研究是一个更好的训练集。这可能是因为数据集较大。为了比较重要特征与FIT(使用最广泛的非侵入性粪便检查)的诊断性能，该研究团队从一项已发表的研究27中收集了公开提供的FIT样本(包括172名对照个体和198名腺瘤患者) 。以FIT作为区分腺瘤与对照的唯一特征构建的RF模型的性能为0.60 (AUC) 。使用本研究中在队列上测试的重要特征构建的模型被证明优于FIT ， AUC为0.78 。此外， FIT与重要特征的结合进一步提高了对腺瘤的诊断准确率(约3%) ，表现最好的为0.81(AUC) 。

总之，该研究团队的结果表明微生物来源的生物标志物组在检测结肠直肠腺瘤方面优于FIT ，并且它们的组合可以提高腺瘤非侵入性诊断的准确性。此外， LODO分析的AUC值在0.63至0.93之间(平均AUC = 0.76) ，由于使用了大量的训练数据，因此优于研究间转移验证中获得的值。

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接下来，该研究团队检查了多种不同疾病状态下基于微生物群的功能改变。在所有研究中一致检测到对照和腺瘤之间有27条差异路径，腺瘤和癌症之间有41条差异路径。根据其广义折叠变化评分对总共64条差异通路(4条通路重叠)进行聚类。具体而言，与对照相比，腺瘤中碳水化合物生物合成(如ADP-七糖生物合成)、无机营养代谢以及核苷和核苷酸生物合成途径丰富，而腺瘤样本中芳香化合物降解和次级代谢产物生物合成途径减少。与腺瘤和CRC相比，癌中富集了辅因子、辅基、电子载体、维生素生物合成(如MK-10生物合成)、氨基酸降解和发酵途径。