遺傳印跡揭示導致癌癥發生的腸道微生物

根據最近在《nature》雜志上發表的研究，腸道中常見的一種細菌可能導致腸癌。

這項由來自荷蘭，英國和美國的科學家做出的研究結果表明，大腸桿菌釋放的毒素會導致腸道內膜細胞發生“獨特”的DNA損傷模式。這一結果**顯示出細菌毒素與驅動癌癥發展的遺傳變化之間的直接聯系。

研究小組認為，將來可以通過腸道內膜細胞中檢測到這種特定的DNA損傷，可以使醫生識別出高風險的患病群體。

每年英國大約有42,000個新的腸癌病例，它仍然是第二大最常見的致死癌癥。了解可能導致腸癌的早期誘因可能有助于醫生預防其發展，并在最有可能成功治療的早期階段對其進行檢測。

荷蘭Hubrecht研究所的Hans Clevers教授及其團隊著重研究了一種產生大腸桿菌毒素（colibactin）的大腸桿菌菌株，與健康人群相比，腸癌患者群體的糞便樣本中這種毒素更為常見。由于大腸菌素可能會對實驗室中生長的細胞造成DNA損傷，因此他們認為這種毒素可能會對腸道內膜細胞產生同樣的作用。

該團隊使用了人類腸道類器官（organoid），即在實驗室中生長的腸道的微型復制品，并將其暴露于產大腸桿菌素的大腸桿菌中。足總和分析了共培養5個月后類器官中腸道細胞的DNA序列，發現其中的DNA損傷水平相比暴露于不產生colibactin的“常規”大腸桿菌的類器官高達兩倍。

研究人員還發現，colibactin引起的DNA損傷具有特殊的模式。

為了確定由細菌引起的DNA損傷是否在腸癌中起作用，研究人員隨后分析了來自英國和荷蘭的5500多個腫瘤樣本的DNA序列。首先，他們檢查了3600多種不同癌癥類型的荷蘭樣本中的兩個大腸菌素DNA損傷指紋。指紋存在于多種腫瘤中，與其他類型的癌癥相比，在腸癌中存在的頻率更高。

然后，研究人員改進了對腸道癌腫瘤的研究，并分析了來自英國的2000多種腸癌樣本。在這些樣品中，colibactin引起的獨特DNA損傷出現在4-5％的患者中。然而，尚需進一步研究來闡明毒素在這些情況下可發揮多少作用，以及微生物組的其他成分是否與腸癌的早期階段有關。

Hubrecht研究所的Grand Challenge共同研究員Hans Clevers教授說：“眾所周知，諸如煙草或紫外線之類的東西會引起DNA損傷的特定模式，這些DNA損傷指紋可以告訴我們很多有關過去可能導致癌癥的風險的信息。”

研究人員說，進一步尋找腸道損傷細胞中與細菌桿菌素相關的DNA損傷指紋可以用來識別那些具有更高患病風險的群體。