革命性方法！利用直腸粘液高精度檢測腺瘤性息肉和結直腸癌，無創檢測實現結直腸癌早期篩查

近日，英國研究團隊一項發表于國際知名期刊《Nature Communications》的研究提出了一種基于直腸粘液采樣的全息基因組學分析方法，該技術能夠高精度檢測腺瘤性息肉和結直腸癌，為全球結直腸癌的早期診斷提供了革命性的非侵入性解決方案。這一突破性進展有望顯著提升篩查可及性，尤其適合年輕人群和醫療資源有限場景的應用。

PRISMA流程圖及研究人群特征

研究背景：結直腸癌篩查的臨床挑戰

結直腸癌是全球第四大常見癌癥和第三大癌癥相關死因，近年來年輕人群發病率顯著上升。盡管結腸鏡檢查是當前診斷的金標準，但其侵入性、高成本以及需要腸道準備的特點限制了可及性?，F有非侵入性方法如糞便免疫化學測試存在靈敏度不足的局限，尤其是在癌前病變和早期癌癥檢測中。結直腸癌是一種黏膜病變，但傳統診斷方法尚未充分利用黏膜生物學特性。直腸粘液作為直接覆蓋腸上皮的基質，富集了宿主和微生物組來源的病變信號，為開發新型檢測提供了理想樣本來源。

技術創新：直腸粘液采樣與全息基因組學整合

OriCol?樣本中遺傳突變及其頻率的鑒定

本研究的采樣裝置，在門診環境中無需腸道準備即可收集直腸粘液樣本。通過對800名患者的樣本進行多組學分析，研究團隊整合了三種關鍵技術：

• 宿主基因組學：通過糾錯新一代測序分析體細胞突變，識別結直腸癌相關基因突變；

• 表觀遺傳學：采用酶促甲基化測序檢測DNA甲基化狀態，發現結直腸癌特異性高甲基化模式；

• 微生物組學：通過宏基因組測序評估微生物群落變化，鑒定與結直腸癌相關的細菌物種。

這種“全息基因組學”方法首次實現了對宿主和微生物組數據的綜合解析，顯著提升了病變檢測的敏感性和特異性。

八個最常突變基因的最大VAF按臨床類別和病理部位分布

關鍵發現：高精度識別早期病變和腫瘤

直腸黏液樣本鳥槍法宏基因組學數據的微生物組分析及與結直腸癌的關聯研究

研究結果顯示，直腸粘液中的分子特征可有效區分健康個體、腺瘤性息肉和結直腸癌患者：

• 遺傳突變特征：在結直腸癌患者粘液樣本中，TP53、APC、KRAS等基因突變頻率高達49%-79%，且突變等位基因頻率與病變距離采樣部位的遠近相關。

• 表觀遺傳特征：鑒定出905個高甲基化CpG位點，其中SDC2、LRRC4等基因啟動子區域高甲基化與結直腸癌發生密切相關。

• 微生物組特征：36種細菌與結直腸癌顯著相關，其中Hungatella hathewayi和Intestinimonas butyriciproducens是最具代表性的兩種菌種。

值得注意的是，多組學整合分析顯示，全息基因組學方法對結直腸癌的檢測效能顯著優于單一組學方法，尤其對右結腸病變（傳統檢測難點）的識別能力大幅提升。

采用混合整合方法結合體細胞突變、DNA甲基化和微生物組數據實現臨床分組

臨床意義與未來展望

這一技術的核心優勢在于其無創性和高可及性。采樣過程無需特殊準備，可由基層醫療人員操作，樣本可常溫運輸，極大降低了篩查門檻。相比糞便檢測，直腸粘液更接近腸黏膜病變部位，富集了更多腫瘤源性物質；相比血液檢測，其信號強度更高，尤其適用于早期病變識別。該方法不僅適用于散發性結直腸癌篩查，對遺傳性非息肉病性結直腸癌等遺傳綜合征的早期診斷也有價值。此外，同一平臺還可擴展至炎癥性腸病等腸道疾病的研究與應用。

這項研究展示了直腸粘液作為新型生物樣本的巨大潛力，其與全息基因組學分析的結合為結直腸癌篩查提供了更精準、更易接受的解決方案。隨著進一步優化和驗證，該技術有望成為現有篩查方法的重要補充或替代方案，推動結直腸癌早期診斷進入新階段。

https://www.nature.com/articles/s41467-025-66006-1

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