大肠癌患者肠道菌群结构特征与病理分期和早期诊断模型关系的临床研究

目的:研究大肠癌患者肠道菌群结构变化及其与病理学分期关系以及基于菌群构建大肠癌的诊断模型。方法:收集155例大肠癌患者(大肠癌组)和442例健康对照者(对照组)粪便标本，进行16S RNA测序。将所有手术患者进行术后病理学分期并采用线性判别分析效应量分析不同分期之间的菌群特征。随机森林选择特征性菌群，利用受试者工作曲线对大肠癌进行诊断模型建模。结果:大肠癌组和对照组肠道菌群的丰度和多样性均无明显差异。大肠癌组厚壁菌门丰度降低，拟杆菌门、梭杆菌门显著高于对照组。其中消化链球菌属、梭杆菌属和芽孢杆菌属细菌在大肠癌组中显著富集，而产丁酸细菌 Faecalibacterium菌、瘤胃球菌属和罗氏菌属在大肠癌组中丰度显著降低。Ⅳ期大肠癌患者肠道菌群丰度显著降低于Ⅰ～Ⅲ期。Ⅰ期大肠癌患者肠杆菌-志贺菌属显著富集，Ⅲ期大肠癌患者拟杆菌科和拟杆菌属的丰度显著增加，Ⅳ期大肠癌患者毛罗菌科富集而芽孢杆菌目减少。基于18个属的细菌模型可以区分大肠癌组和对照组，曲线下面积0.858，联合粪便免疫化学试验后诊断模型的敏感性和特异性均超过98%，曲线下面积0.992。 结论:大肠癌组肠道菌群结构发生显著改变，不同病理学分期的大肠癌患者肠道菌群也出现特征性改变。其中Ⅳ期大肠癌患者菌群多样性显著降低。基于肠道细菌和粪便免疫化学试验构建的模型可以有效区别大肠癌患者和正常人群。