Analiza mikroflory jelitowej w połączeniu z metylacją DNA w kale w celu wykrycia raka jelita grubego (IMMDC)

Wstęp: Rak jelita grubego (RJG) ma trzecią najwyższą zapadalność i czwartą śmiertelność na świecie. W Chinach CRC jest piątą najczęstszą przyczyną zgonów z powodu raka. Standaryzowane względem wieku współczynniki zachorowalności na CRC wykazują tendencję wzrostową. Zachodni styl życia, zwłaszcza brak aktywności fizycznej, oraz wzrost częstości występowania otyłości w Chinach w ostatnich dziesięcioleciach mogą wyjaśniać wzrost częstości występowania CRC.

5-letni wskaźnik przeżycia dla osób z CRC wynosi 65%. Wskaźniki przeżycia dla CRC mogą się różnić w zależności od różnych czynników, zwłaszcza stadium raka. 5-letni wskaźnik przeżycia z zlokalizowanym stadium CRC wynosi 90%. Około 39% pacjentów jest diagnozowanych na tym wczesnym etapie. Ze względu na brak typowych objawów klinicznych, wczesny CRC jest trudny do wykrycia, a większość pacjentów jest już w zaawansowanym stadium, gdy rozpoznaje się CRC, przez co omija najlepszy etap interwencji. Dlatego wczesne wykrycie i wczesne leczenie są skutecznymi środkami zmniejszającymi śmiertelność z powodu CRC. Badania przesiewowe przynoszą korzyści, w tym diagnozę na wcześniejszym etapie, mniejszą częstość występowania CRC i mniejszą śmiertelność.

Obecnie głównymi metodami przesiewowymi w kierunku CRC są badanie kału na krew utajoną i kolonoskopia. Kolonoskopia jest złotym standardem badań przesiewowych w kierunku CRC. Jednak tradycyjna kolonoskopia, inwazyjna metoda badania, nie może być szeroko stosowana w badaniach przesiewowych w kierunku nowotworu jelita grubego.

Próbki kału są łatwo dostępne. Używanie kału do badania przesiewowego CRC jest obecnym konsensusem badawczym. Zgodnie z najbardziej aktualnymi zaleceniami konsensusu Azji i Pacyfiku dotyczącymi badań przesiewowych CRC, FIT (test immunochemiczny kału) jest stosowany do selekcji pacjentów wysokiego ryzyka do kolonoskopii. FIT był również szeroko stosowany w innych regionach świata. Czułość FIT jest ograniczona (0,79; 95% CI, 0,69-0,86), a niedawna systematyczna metaanaliza wykazała duże zróżnicowanie czułości między badaniami. Ponadto różnice rasowe i regionalne mogą wpływać na wyniki testu. Dlatego potrzebne są wczesne metody przesiewowe, które są nieinwazyjne, bardzo czułe i odpowiednie dla Chińczyków.

Wykrywanie biomarkerów molekularnych w kale w celu nieinwazyjnej diagnostyki CRC może być obiecującą alternatywą dla wykrywania biomarkerów we krwi/osoczu w obecnych warunkach klinicznych. Nieprawidłowości w składzie mikroflory jelitowej zostały uznane za potencjalnie ważne przyczyny CRC. Wraz z powszechnym stosowaniem sekwencjonowania metagenomicznego i pirosekwencjonowania w badaniach mikroflory jelitowej stwierdzono, że więcej bakterii ma pozytywny związek z występowaniem CRC. W niedawnym badaniu sekwencjonowanie 16S rRNA zastosowano do klasyfikacji społeczności drobnoustrojów w błonie śluzowej jelit człowieka na różnych etapach powstawania nowotworów jelita grubego, a Fusobacterium zostało znalezione wzbogacone w guzy jelita grubego.

W przypadku CRC głównym procesem przekształcania łagodnych polipów w nowotwory złośliwe jest nagromadzenie zmian genetycznych i epigenetycznych, które przekształcają komórki nabłonka okrężnicy w komórki gruczolakoraka okrężnicy. Komórki te są w sposób ciągły uwalniane do światła okrężnicy i mieszane ze stolcem. Podczas powstawania guza zmiany epigenetyczne mogą wystąpić wcześniej niż mutacje. Deregulacja mechanizmów epigenetycznych odgrywa ważną rolę w raku. Większość zmian epigenetycznych w raku jest wywoływana przez zmiany genomowe w określonych genach, które biorą udział w kontrolowaniu jednego z mechanizmów epigenetycznych. Nieprawidłowa metylacja DNA genów supresorowych nowotworu indukuje nieprawidłową ekspresję dalszych genów, co jest ważnym etapem w procesie nowotworzenia. status metylacji zmian DNA podczas progresji CRC. Szereg nieprawidłowości metylacji genów związanych z CRC odkrytych w ostatnich badaniach obejmuje SFRP2, SEPT9, BMP3, NDRG4 i SPG20. Ponadto niektóre mutacje genów są związane z CRC. Na przykład mutacje TP53 i KRAS są powszechne w CRC.

W poprzednich badaniach badacze odkryli, że SEPT9, NDRG4 i SDC2 mają wyższą częstotliwość i poziom metylacji w nowotworach niż w normalnych lub nienowotworowych sąsiadujących tkankach CRC, co wskazuje, że te metylowane geny mogą mieć potencjał diagnostyczny do badań przesiewowych CRC. Jednak BMP3 miał bardzo ograniczony wpływ na dokładność wykrywania w próbkach kału. Ponadto połączenie metylowanych SEPT9, NDRG4 i SDC2 wykazało wysoką wykonalność wykrywania CRC i gruczolaka, a dalsze badania wykazały lepszą skuteczność w wykrywaniu CRC niż gruczolaka. Nasze badania wykazują również różnice w genach kału między różnymi grupami etnicznymi.

Badanie to ma na celu wykrycie różnic mikroflory jelitowej w kale za pomocą analizy 16S rRNA między pacjentami z CRC a zdrowymi kontrolami. Połączy analizę DNA komórek złuszczonych w kale, aby dokładniej wyjaśnić tę różnicę, aby zbudować modele do badań przesiewowych wczesnego raka jelita grubego u Chińczyków. Jednocześnie badania będą również dotyczyły wpływu chińskich nawyków żywieniowych na mikroflorę jelitową.