科学家通过遗传印迹揭示导致癌症发生的肠道微生物

根据最近在《nature》杂志上发表的研究，肠道中常见的一种细菌可能导致肠癌。

这项由来自荷兰，英国和美国的科学家做出的研究结果表明，大肠杆菌释放的毒素会导致肠道内膜细胞发生“独特”的DNA损伤模式。这一结果首次显示出细菌毒素与驱动癌症发展的遗传变化之间的直接联系。

研究小组认为，将来可以通过肠道内膜细胞中检测到这种特定的DNA损伤，可以使医生识别出高风险的患病群体。

每年英国大约有42,000个新的肠癌病例，它仍然是第二大最常见的致死癌症。了解可能导致肠癌的早期诱因可能有助于医生预防其发展，并在最有可能成功治疗的早期阶段对其进行检测。

（图片来源：Hubrecht Institute.）

荷兰Hubrecht研究所的Hans Clevers教授及其团队着重研究了一种产生大肠杆菌毒素（colibactin）的大肠杆菌菌株，与健康人群相比，肠癌患者群体的粪便样本中这种毒素更为常见。由于大肠菌素可能会对实验室中生长的细胞造成DNA损伤，因此他们认为这种毒素可能会对肠道内膜细胞产生同样的作用。

该团队使用了人类肠道类器官（organoid），即在实验室中生长的肠道的微型复制品，并将其暴露于产大肠杆菌素的大肠杆菌中。足总和分析了共培养5个月后类器官中肠道细胞的DNA序列，发现其中的DNA损伤水平相比暴露于不产生colibactin的“常规”大肠杆菌的类器官高达两倍。

研究人员还发现，colibactin引起的DNA损伤具有特殊的模式。

为了确定由细菌引起的DNA损伤是否在肠癌中起作用，研究人员随后分析了来自英国和荷兰的5500多个肿瘤样本的DNA序列。首先，他们检查了3600多种不同癌症类型的荷兰样本中的两个大肠菌素DNA损伤指纹。指纹存在于多种肿瘤中，与其他类型的癌症相比，在肠癌中存在的频率更高。

然后，研究人员改进了对肠道癌肿瘤的研究，并分析了来自英国的2000多种肠癌样本。在这些样品中，colibactin引起的独特DNA损伤出现在4-5％的患者中。然而，尚需进一步研究来阐明毒素在这些情况下可发挥多少作用，以及微生物组的其他成分是否与肠癌的早期阶段有关。

Hubrecht研究所的Grand Challenge共同研究员Hans Clevers教授说：“众所周知，诸如烟草或紫外线之类的东西会引起DNA损伤的特定模式，这些DNA损伤指纹可以告诉我们很多有关过去可能导致癌症的风险的信息。”

研究人员说，进一步寻找肠道损伤细胞中与细菌杆菌素相关的DNA损伤指纹可以用来识别那些具有更高患病风险的群体。