Untersuchung der Assoziation zwischen Mikrobiota und Speiseröhren-/Oropharynxkrebs

Speiseröhrenkrebs ist mit geschätzten 456.000 Neuerkrankungen pro Jahr eine der häufigsten bösartigen Magen-Darm-Erkrankungen weltweit. Speiseröhrenkrebs hat eine schlechte Prognose und eine hohe Sterblichkeitsrate. Die 5-Jahres-Überlebensrate liegt bei etwa 15%-25%. Die Behandlungsmöglichkeiten des Speiseröhrenkrebses lassen sich in kurative Behandlung und palliative Behandlung unterteilen, wobei Endoskopie, Operation und Radiochemotherapie beteiligt waren. Allerdings kommen 60–70 % der mit Speiseröhrenkrebs diagnostizierten Patienten nicht für eine kurative Behandlung infrage. Bei diesen Patienten ist die Radiochemotherapie der Standard für inoperablen Speiseröhrenkrebs, aber das Behandlungsergebnis bleibt schlecht. In der Literatur lag die vollständige Ansprechrate der Radiochemotherapie bei fortgeschrittenem Speiseröhrenkrebs bei etwa 20 % und die 2-Jahres-Gesamtüberlebensrate bei 40 %. Daher sind Früherkennung und Vorhersage von Speiseröhrenkrebs erforderlich. Außerdem kann die Inkonsistenz der Behandlungswirkung der Radiochemotherapie auf einige Unterschiede der Mikroumgebung von Speiseröhrenkrebs bei den Patienten hinweisen. Das Herausfinden der beeinflussenden Faktoren der Mikroumgebung kann bei der Entscheidungsfindung von Behandlungsoptionen und der Vorhersage der Krankheitsprognose helfen. Wenn wir die beeinflussenden Faktoren in der Mikroumgebung ändern können, können wir außerdem die Entstehung oder das Fortschreiten von Speiseröhrenkrebs verhindern.

Die Entstehung eines Ösophagustumors ist mit Umwelteinflüssen, chronischen Entzündungen und Immunzellen verbunden. Mehrere genetische und umweltbedingte Faktoren spielen eine Schlüsselrolle bei der Entstehung und dem Fortschreiten von Speiseröhrenkrebs. Refluxierte Magen- und Gallensäuren induzieren eine chronische Entzündung und die Entwicklung einer intestinalen Metaplasie (Barrett-Ösophagus), die die Vorläuferläsion eines Adenokarzinoms des Ösophagus ist. Giftstoffe wie Tabak und Alkohol können eine direkte Verletzung der Speiseröhre und die Produktion von reaktiven Sauerstoffspezies (ROS) verursachen. Die ROS-Produktion verursacht direkte DNA-Schäden und tumorinitiierende Mutationen. Außerdem hatten einige Literaturstellen über die mögliche Korrelation mit Mikrobiota und Krebsentstehung berichtet. Kommensale Bakterien (die Mikrobiota) leben normalerweise im Magen-Darm-Trakt mit Wirtszellen. Eine Störung der Beziehung (Dysbiose) kann den Stoffwechsel, die Gewebeentwicklung und die Immunantwort beeinflussen, was zu Schäden an Epithelbarrieren, Entzündungen und der Induktion von DNA und pro-onkogenen Signalen führen kann, was zur Karzinogenese im Magen-Darm-Trakt führt. Die Rolle der Mikrobiota in der Speiseröhre wurde nicht umfassend untersucht. Die Zunahme gramnegativer Bakterien erhöht die Produktion von Lipopolysaccharid (LPS), was zu Entzündungen und erhöhtem Magenrückfluss führt. Die Darmmikrobiota ist mit der Ernährung, dem Immunsystem und der Abwehr des Wirts verbunden. Es produziert kurzkettige Fettsäuren durch anaerobe Fermentation von Ballaststoffen im Darm. Im Vergleich zu gesunden Personen nahm bei Patienten mit Speiseröhrenkrebs die Menge an kurzkettigen Fettsäuren produzierenden Bakterien ab und die Menge an Lipopolysaccharid (LPS) produzierenden Bakterien zu. Butyrat, eine der kurzkettigen Fettsäuren, verringert die LPS-induzierte Cytokinexpression und NF-κB-Aktivierung in mononukleären Lamina-propria-Zellen. Ösophagus-Mikrobiota spielt theoretisch eine Rolle bei der Karzinogenese der Speiseröhre.

Speiseröhrenkrebs besteht aus Adenokarzinom des Ösophagus und Plattenepithelkarzinom des Ösophagus (ESCC). Beim Adenokarzinom des Ösophagus wurde über eine Abnahme von Firmicutes und eine Zunahme von Proteobacteria, Lactobacillus fermentum und Tannerella forsythia berichtet. Beim Plattenepithelkarzinom des Ösophagus wurde eine Reduktion der Streptococcus-Spezies und eine Zunahme von Fusobacterium nucleatum und Porphyromonas gingivalis beobachtet. In Taiwan hatten Patienten mit primärem Oropharynxkrebs im Vergleich zur Allgemeinbevölkerung ein zehnmal höheres Risiko, an einem zweiten Speiseröhrenkrebs zu erkranken, und umgekehrt. Einige spezifische Bakterien können mit der Koexistenz von Oropharynxkrebs und Speiseröhrenkrebs in Verbindung gebracht werden. Die Ernährung ist jedoch einer der stärksten Faktoren bei der Bestimmung der Mikrobiomintegrität. Aufgrund der Ernährungsunterschiede zwischen Ost- und Westlern kann die dominante Mikrobiota, die Speiseröhrenkrebs beeinflusst, unterschiedlich sein. Das Herausfinden der Speiseröhrenkrebs-assoziierten spezifischen Bakterien der Mikrobiota in Taiwan ist wichtig für die weitere Forschung und Anwendung für unsere Patienten.

Bisher konnten einige Mikroorganismen nicht kultiviert werden, was den Mikrobiota-Nachweis unvollständig machen würde. Heutzutage hatten 16S-ribosomale RNA-Sequenzen (16S-rRNA) die Kulturmethoden beim Nachweis von Mikrobiota ersetzt. In unserer Studie wollen wir die Mikrobiota bei gesunden Personen, Patienten mit Speiseröhrenkrebs, Oropharynxkrebs und gleichzeitigem Speiseröhrenkrebs mit Oropharynxkrebs in Taiwan vergleichen. Durch den Vergleich finden wir möglicherweise die potenziell riskante Mikrobiota für die Krebsentstehung oder -progression in Taiwan.