來源:華大基因
胃癌在全球癌癥發病率和癌癥相關死亡率中均位列第五[1]。東亞地區疾病負擔尤為沉重,尤其是中國。全球超過一半的胃癌患者在中國[2],每年新發病例約為68萬例,大部分患者診斷時已為進展期胃癌[3]。
盡管幽門螺桿菌(Helicobacter pylori, Hp)作為I類致癌物早已被學界公認,但僅有不到5%的幽門螺桿菌感染者會發展為胃癌[4]。這一現象提示,除Hp之外,還有其他微生物因素在胃癌的發生發展中扮演著重要角色。然而,這些非Hp微生物究竟如何影響胃癌,學界仍在探索之中。
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圖片來源:Cell Reports Medicine
腸道里的“不速之客”:
口腔菌株的跨界遷移
為了找出與胃癌相關的特定細菌,研究人員對317例個體、404份糞便與唾液樣本進行高精度宏基因組測序。結果顯示,與慢性胃炎患者相比,胃癌患者腸道中共有28種細菌存在顯著差異。其中23種細菌在胃癌患者的腸道中顯著富集,5種則呈現減少趨勢。進一步分析發現,胃癌患者腸道中富集的這23種菌種里,有20種都是既能在口腔、又能在腸道檢測到的“共享物種”。
這些細菌真的是從口腔“搬家”到腸道的嗎?研究團隊接著對87例配對的唾液-糞便樣本進行了菌株水平分析。他們比較了同一個體中口腔和腸道中同一種細菌的基因相似度(群體平均核苷酸一致性,popANI)。結果顯示,對于8種鏈球菌,在同一個體的口腔-腸道配對樣本中,42%至83%的比較顯示出極高的遺傳相似性(popANI>99.9%)。這為“口腔-腸道傳播”提供了直接證據。
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文章摘要
口腔來源的鏈球菌是
胃癌腸道菌群失調的主角
進一步研究發現,在胃癌患者腸道中富集的23種微生物中,有8種屬于鏈球菌屬(Streptococcus),其中咽峽炎鏈球菌(Streptococcus anginosus, Sa)與胃癌的關聯最為強烈。
除了鏈球菌,研究人員還發現,胃癌患者腸道中富集的物種多為產乳酸菌(lactic acid bacteria, LAB),包括多種乳桿菌(Lactobacillus)和雙歧桿菌(Bifidobacterium)。這些產乳酸菌之間存在緊密的共豐度網絡,暗示它們可能通過協同作用,在胃癌患者的腸道中形成一個“促癌聯盟”。
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胃癌富集型“口腔-腸道”共享菌種的共豐度網絡
更為關鍵的是,功能分析顯示,胃癌患者糞便中同型乳酸發酵和異型乳酸發酵通路顯著富集。特別是異型乳酸發酵通路中的所有7種關鍵酶,包括磷酸酮醇酶和乳酸脫氫酶,均在胃癌組中顯著升高。這一發現與胃癌患者胃液中乳酸水平升高的臨床觀察相吻合。
在此基礎上,研究首次描繪了胃癌患者從口腔到腸道的完整微生物組圖譜,揭示了“口腔-胃-腸道”連續性的菌群失調軸。以上發現,與經典的“啟動子-促進子”(initiator-promoter)胃癌發病模型假說吻合:
1.啟動子(幽門螺桿菌): Hp的慢性感染作為“啟動子”,引發了黏膜損傷、炎癥、萎縮,深刻破壞了胃部的微環境和生態屏障,創造了一個低酸的“寬松”環境 。
2.促進子(乳酸菌): 那些“離家出走”的口腔乳酸菌作為機會主義者,趁機在受損的微環境中定植,并通過形成生物膜、大量產酸以及免疫調節等機制,繼續協同甚至獨立地促進胃癌的進一步發展。
這一假說解釋了為什么很多Hp陰性的患者依然會得胃癌,以及為什么根除Hp后仍存在殘余的患癌風險。這為理解Hp陰性胃癌的發病機理提供了新思路。
從機制到轉化:
預測模型與臨床新方向
研究團隊基于這組微生物標志物開發出新的預測模型,在區分胃癌與慢性胃炎方面表現出高準確率(糞便標志物的模型預測準確率達到0.85;基于唾液標志物的模型預測準確率則達到0.87),為胃癌的無創風險分層和早期預警提供了有力工具。
另外,口腔唾液/舌拭子模型的表現優于腸道(糞便)模型,這暗示著口腔微生物的改變可能發生得更早或更顯著。口腔唾液采集完全無創、患者依從性極高,極有希望轉化為胃癌的高性價比早期篩查工具;同時,本研究為破解臨床“Hp陰性胃癌”病因學難題提供了新方向,未來靶向阻斷“口-腸菌群軸”或特異性清除致病菌,可能成為腫瘤預防與輔助治療的新策略。更重要的是,該研究結合了“哈爾濱消化道腫瘤和四高篩查”民生項目的數據,相關發現在哈爾濱項目中得到驗證,是一個“民生+科研”的典范。
這項大規模的宏基因組研究首次以“菌株級”極高分辨率實錘了胃癌標志微生物的“口腔溯源”及其傳播路徑,不僅清晰描繪了胃癌在“口腔-腸道”軸上的微生物生態景觀,更重塑了我們對非Hp細菌在胃癌中作用的傳統認知,為未來胃癌的非侵入性精準診斷(尤其是唾液活檢)及微生態靶向干預奠定了堅實的科學基礎。
上海交通大學附屬仁濟醫院消化科周澄蓓副研究員、房靜遠院士和深圳華大基因覃友文博士為通訊作者。深圳華大基因覃友文博士、仁濟醫院張雅暄醫師(現任職北京中日友好醫院)和深圳華大基因劉莉萍博士為該論文共同第一作者。該成果獲得了多項國家自然科學基金、上海市“啟明星”、上海市“東方英才”等項目的支持。
*研究嚴格遵守科研倫理規范,已通過倫理審查和人類遺傳資源行政許可,原始樣本、數據保留在中國境內。
參考資料:(滾動查看)
[1]. Bray, F., Laversanne, M., Sung, H., Ferlay, J., Siegel, R. L., Soerjomataram, I. & Jemal, A. Global cancer statistics 2022: GLOBOCAN estimates of incidence and mortality worldwide for 36 cancers in 185 countries. CA Cancer J Clin 74, 229-263 (2024).
[2]. Rawla, P. and A. Barsouk, Epidemiology of gastric cancer: global trends, risk factors and prevention. Prz Gastroenterol, 2019. 14(1): p. 26-38.
[3]. https://www.pumch.cn/detail/42354.html
[4]. Pan, K.-F., Li, W.-Q., Zhang, L., Liu, W.-D., Ma, J.-L., Zhang, Y., Ulm, K., Wang, J.-X., Zhang, L., Bajbouj, M., Zhang, L.-F., Li, M., Vieth, M., Quante, M., Wang, L.-H., Suchanek, S., Mejías-Luque, R., Xu, H.-M., Fan, X.-H., Han, X., Liu, Z.-C., Zhou, T., Guan, W.-X., Schmid, R. M., Gerhard, M., Classen, M. & You, W.-C. Gastric cancer prevention by community eradication of Helicobacter pylori: a cluster-randomized controlled trial. Nature medicine 30, 3250-3260 (2024).
[5]. Chen B, Zhao LC, Qin YW, et al. Streptococcus anginosus-derived methionine promotes gastric cancer progression. Gut. Published online ahead of print. doi: 10.1136/gutjnl-2025-336966
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