Analýza střevní mikroflóry v kombinaci s methylací DNA ve stolici k detekci kolorektálního karcinomu (IMMDC)

Úvod: Kolorektální karcinom (CRC) má třetí nejvyšší míru incidence a čtvrtou míru úmrtnosti na světě. V Číně je CRC pátou nejčastější příčinou úmrtí na rakovinu. Věkově standardizované míry incidence u CRC vykazují vzestupný trend. Nárůst výskytu CRC může vysvětlit westernizovaný životní styl, zejména fyzická nečinnost a nárůst prevalence obezity v posledních desetiletích v Číně.

Pětileté přežití lidí s CRC je 65 %. Míra přežití u CRC se může lišit v závislosti na různých faktorech, zejména na stádiu rakoviny. Pětileté přežití s ​​CRC v lokalizovaném stadiu je 90 %. Asi 39 % pacientů je diagnostikováno v této rané fázi. Kvůli nedostatku typických klinických příznaků je časné CRC obtížné odhalit a většina pacientů je již v pokročilém stadiu, kdy je diagnostikován CRC, takže chybí nejlepší intervenční fáze. Včasná detekce a včasná léčba jsou proto účinnými prostředky ke snížení úmrtnosti na CRC. Screening má výhody, včetně diagnózy v časnějším stadiu, snížení výskytu CRC a snížení mortality.

V současnosti jsou hlavními screeningovými metodami CRC test na okultní krvácení ve stolici a kolonoskopie. Kolonoskopie je zlatým standardem pro screening CRC. Tradiční kolonoskopie, invazivní vyšetřovací metoda, však nemůže být široce používána při screeningu kolorektální neoplazie.

Vzorky stolice lze snadno získat. Používání stolice ke screeningu CRC je současným konsensem výzkumu. Podle nejaktuálnějších asijsko-pacifických konsenzuálních doporučení pro screening CRC se FIT (fekální imunochemický test) používá k výběru vysoce rizikových pacientů pro kolonoskopii. FIT byl také široce používán v jiných světových regionech. Senzitivita FIT je omezená (0,79; 95% CI, 0,69-0,86), a nedávná systematická metaanalýza ukázala velké rozdíly v citlivosti mezi studiemi. Výsledky testů mohou navíc ovlivnit rasové a regionální rozdíly. Proto jsou potřebné včasné screeningové metody, které jsou neinvazivní, vysoce citlivé a vhodné pro Číňany.

Detekce molekulárních biomarkerů ve stolici pro neinvazivní diagnostiku CRC může být slibnou alternativou k detekci biomarkerů krve/plazmy v současných klinických podmínkách. Abnormality ve složení střevní mikroflóry jsou považovány za potenciálně důležité příčiny CRC. S rozšířeným používáním metagenomického sekvenování a pyrosekvenování ve výzkumu střevní mikroflóry bylo nalezeno více bakterií pozitivně spojených s výskytem CRC. V nedávné studii bylo sekvenování 16S rRNA použito ke klasifikaci mikrobiálních komunit v lidské střevní sliznici v různých fázích kolorektální tumorigeneze a bylo zjištěno, že Fusobacterium je obohaceno o kolorektální tumory.

U CRC je hlavním procesem toho, jak se z benigních polypů stávají maligní nádory, akumulace genetických a epigenetických změn, které transformují epiteliální buňky tlustého střeva na buňky adenokarcinomu tlustého střeva. Tyto buňky se kontinuálně vylučují do lumen tlustého střeva a mísí se se stolicí. Během tvorby nádoru mohou epigenetické změny nastat dříve než mutace. U rakoviny hraje důležitou roli deregulace epigenetických mechanismů. Většina epigenetických změn u rakoviny je spuštěna genomovými změnami ve specifických genech, které se podílejí na řízení jednoho z epigenetických mechanismů. Aberantní metylace DNA tumor supresorových genů indukuje abnormální expresi downstream genů, což je důležitý krok v procesu tumorigeneze. metylační stav změn DNA během progrese CRC. Řada abnormalit methylace genů spojených s CRC objevených v nedávných studiích zahrnuje SFRP2, SEPT9, BMP3, NDRG4 a SPG20. Navíc některé genové mutace souvisejí s CRC. Například mutace TP53 a KRAS jsou běžné u CRC.

V předchozím výzkumu výzkumníci zjistili, že SEPT9, NDRG4 a SDC2 měly vyšší frekvenci a úroveň methylace v nádorech než v normálních nebo nenádorových sousedních tkáních CRC, což naznačuje, že tyto metylované geny mohou mít diagnostický potenciál pro screening CRC. BMP3 však měl velmi omezený příspěvek k přesnosti detekce ve vzorcích stolice. Kromě toho kombinace methylovaných SEPT9, NDRG4 a SDC2 ukázala vysokou proveditelnost detekce CRC a adenomu a další studie prokázala lepší výkon při detekci CRC než adenom. Náš výzkum také prokazuje rozdíly ve fekálních genech mezi různými etnickými skupinami.

Tento výzkum si klade za cíl zjistit rozdíly střevní mikroflóry ve stolici analýzou 16S rRNA mezi pacienty s CRC a zdravými kontrolami. Bude kombinovat analýzu DNA fekálních exfoliovaných buněk, aby se tento rozdíl dále objasnil, aby se vytvořily některé modely pro screening raného kolorektálního karcinomu u Číňanů. Současně bude výzkum také studovat vliv čínských stravovacích návyků na střevní mikroflóru.