基于16S rRNA测序的食管鳞癌瘤内微生物组学分析及临床相关性研究

作     者：李顺嘉 

作者单位：山东大学 

学位级别：硕士

导师姓名：王建波

授予年度：2023年

学科分类：1002[医学-临床医学] 100214[医学-肿瘤学] 10[医学] 

主      题：食管鳞状细胞癌 微生物群 16S rRNA测序 梭杆菌属 

摘      要：研究背景食管癌是一种常见的上消化道恶性肿瘤,新发病例居恶性肿瘤第7位,死亡病例居恶性肿瘤第6位,其中食管鳞状细胞癌(esophageal squamous cell carcinoma,ESCC)和食管腺癌(esophageal adenocarcinoma,EAC)是主要的组织学病理类型。ESCC是亚洲地区最常见的病理类型,具有发病率高、恶性程度高、易复发及预后差等特点,严重威胁我国人民生命健康。然而,ESCC的肿瘤微环境复杂,具体发病原因不明,因此深入探究ESCC的发病机制,寻找新的治疗靶点已成为研究热点。有研究发现,肿瘤组织中除了肿瘤实质和其对应的微环境外,还存在菌群。食管菌群在食管癌中具有重要作用,菌群失调可能会导致食管癌的发生,然而两者之间的具体关系仍有待进一步阐明。本研究将更详细的展示“食管-菌群网络及其互作关系,为ESCC的基础研究和临床治疗提供重要的理论支持。研究目的1.比较ESCC患者癌组织及癌旁组织的菌群差异,筛选出差异核心菌属作为区分良、恶性组织的菌群标志物。2.进行癌组织菌群信息与ESCC患者基本临床特征、血化验指标、术后病理信息、免疫指标结果之间的相关性分析。3.寻找与ESCC患者术后复发的相关的菌群标志物。资料及研究方法1.收集36名ESCC患者的癌组织和配对的癌旁组织进行16S rRNA测序,比较癌组织及癌旁组织菌群差异,进而筛选出差异核心菌属,作为区分良、恶性组织的菌群标志物。2.结合癌组织菌群信息与ESCC患者基本临床特征、血化验指标、术后病理信息、免疫指标结果进行相关性分析,寻找与癌组织菌群相关的临床指标。3.结合患者随访信息,寻找癌组织中与ESCC患者术后复发的相关的菌群标志物。研究结果1.ESCC患者的癌组织与癌旁组织的菌群在物种阿尔法多样性上无明显差异,但根据贝塔多样性结果显示,两组间的菌群有明显差异。尽管两组间菌群有相似的物种构成,但物种差异分析显示两组间存在差异物种。根据受试者工作特征曲线(Receiver operating characteristic,ROC)结果显示,在属水平上不动杆菌属(Acinetobacter)、弧菌属(Vibrio)、梭杆菌属(Fusobacterium)和普雷沃氏菌属(Prevotella)可以作为区分癌组织与癌旁组织的菌群标志物。2.弯曲杆菌属(Campylobacter)在男性ESCC患者及有吸烟史的ESCC患者中丰度富集,约翰森氏菌属(Johnsonella)在有饮酒史的ESCC患者中富集。小单孢菌属(Parvimonas)的相对丰度与中性粒细胞-淋巴细胞比率(r=0.335,P=0.046)呈正相关,水栖菌属(Enhydrobacter)与血小板-淋巴细胞比率(r=0.339,P=0.043)呈正相关,鞘脂菌属(Sphinggobium)的丰度与CYFRA21-1呈正相关(r=0.402,P=0.015)。癌组织内微生物群不动杆菌属(Acinetobacter)(r=-0.436,P=0.008)和肠杆菌属(Enterobacter)(r=-0.481,P=0.003)的相对丰度与CD8+T细胞数量呈负相关。3.LEfSe分析及Kaplan-Meier生存分析显示,癌组织内梭杆菌属(Fusobacterium)、纤毛菌属(Leptotrichia)和浮霉菌纲(Planctomycetacia)可以作为预测ESCC患者术后复发的菌群标志物。研究结论本研究表明ESCC患者癌组织与癌旁组织的菌群结构存在差异,菌群失调可能是ESCC发生的一个风险因素。某些细菌种属与ESCC患者的血化验指标、术后病理信息、免疫指标结果以及复发和转移之间具有相关性。总之,本研究结果为ESCC的诊治提供了新的研究思路。