«Утечка» микробиома из полости рта в кишечник может указывать на рак ЖКТ Recipe.Ru

Особенности «переселения» бактерий из полости рта в кишечник могут стать основой нового неинвазивного теста на рак желудка и колоректальный рак. У пациентов с этими опухолями исследователи обнаружили значительно больше совпадающих бактериальных последовательностей во рту и кишечнике, а созданная на их основе модель машинного обучения в небольшой выборке выявляла колоректальный рак с чувствительностью около 93%. Исследование южнокорейских ученых опубликовано в Cell Host & Microbe.

Авторы исходили из того, что бактерии из полости рта постоянно проглатываются, но в норме микробиомы рта и кишечника довольно четко разграничены. Они решили проверить, не нарушается ли этот барьер при заболеваниях и можно ли использовать степень совпадения микробиомов как диагностический признак.

В исследование включили 507 человек: 129 здоровых добровольцев, 215 пациентов с метаболическими нарушениями – в том числе метаболическим синдромом, артериальной гипертензией, гиперлипидемией и сахарным диабетом 2-го типа, – 77 пациентов с раком желудка и 86 с колоректальным раком. У онкологических больных образцы собирали до начала лечения. Одновременно пригодные образцы из полости рта и кала удалось получить у 502 участников.

С помощью секвенирования гена 16S рРНК исследователи находили идентичные ампликонные варианты бактериальных последовательностей в двух образцах одного человека и на их основе рассчитывали индекс «рот–кал», отражавший предполагаемую передачу микроорганизмов по желудочно-кишечному тракту. Среднее значение индекса составило 1,19 у здоровых участников, 3,63 при раке желудка и 3,09 при колоректальном раке. У пациентов только с метаболическими нарушениями подобного повышения не обнаружили. Связь с обоими видами рака сохранялась после учета индекса массы тела, употребления алкоголя и физической активности.

Причем различались не только общая выраженность «передачи», но и конкретные бактериальные сигнатуры. Например, при раке желудка некоторые виды стрептококков были обогащены уже на ранних стадиях заболевания. Для Streptococcus parasanguinis количество передаваемых вариантов по сравнению со здоровыми участниками увеличивалось примерно в 2,6 раза при раннем и в 3,5 раза при более позднем раке.

Затем ученые обучили модели машинного обучения отличать больных раком от здоровых участников по микробным признакам. Для колоректального рака площадь под ROC-кривой в основной выборке достигала примерно 0,82, для рака желудка – около 0,66. Модели проверили также на семи независимых ранее опубликованных наборах данных; при колоректальном раке показатели площади под ROC-кривой в разных внешних выборках составляли примерно 0,57-0,79. Таким образом, переносимость результата между популяциями оказалась далеко не идеальной, но диагностический сигнал сохранялся.

Особенно интересным оказался вариант, использующий только материал, полученный после полоскания рта. В небольшой группе из 66 человек, среди которых 28 уже имели колоректальный рак, чувствительность такой модели достигла 92,9%. Для использованного у тех же участников анализа кала на скрытую кровь она составляла примерно 60%. Однако это пока нельзя считать доказательством превосходства нового теста: сравнение проведено на очень маленькой диагностической, а не скрининговой выборке, причем диагноз рака у пациентов уже был известен.

Именно поэтому ограничения исследования принципиальны. Работа имеет поперечный наблюдательный дизайн и не позволяет понять, способствует ли миграция бактерий развитию опухоли или уже существующий рак изменяет среду желудочно-кишечного тракта так, что микроорганизмам изо рта становится проще там закрепляться. Использованное секвенирование 16S рРНК не дает такой же точности на уровне конкретных штаммов, как полногеномная метагеномика, поэтому совпадающие последовательности еще не являются бесспорным доказательством непосредственного перемещения одной и той же бактерии изо рта в кишечник.

Наконец, группы пациентов с каждым видом рака были сравнительно небольшими, а среди больных колоректальным раком было немало пациентов с уже распространенными опухолями. Модель пока проверяли главным образом на различении людей с установленным диагнозом и здоровых участников, тогда как настоящий скрининг должен находить единичные ранние опухоли среди тысяч бессимптомных людей. Поэтому авторы рассматривают метод прежде всего как доказательство концепции: прежде чем анализ после обычного полоскания рта сможет претендовать на роль скринингового теста, его необходимо проспективно проверить в больших популяционных выборках.

Материал подготовлен редакцией Remedium при участии журнала «Медицинский совет».