结直肠癌肝转移患者的肠道菌群及代谢成分的变化分析

摘要

目的 探讨肠道菌群及其相关代谢物在结直肠癌肝转移(liver metastasis of colorectal cancer, CRCLM)中的作用及潜在机制。方法 选取2021年1月1日至2022年1月1日在河北北方学院附属第一医院住院的CRC非肝转移(colorectal cancer without liver metastasis, CRCNLM)及CRCLM患者各15例。采用16S rRNA测序检测患者粪便，采用液质联用技术检测微生物样本中的代谢物。结果 肠道菌群结果显示，CRCLM和CRCNLM两组患者的肠道菌群丰富度和多样性存在显著不同，相异系数为0.73(P<0.01)。在属水平上，乳酸杆菌属、艾克曼菌属、杜氏杆菌属、沙单胞菌属、根瘤杆菌属在CRCNLM显著增多，而芽孢杆菌属、拉克诺梭状芽孢杆菌、梭菌属在CRCLM明显增加，差异有统计学意义(P<0.05)。上述菌属在LDA评分>4评分下，LEfSe柱状及进化分支图显示，拉克诺梭状芽孢杆菌、梭菌属在CRCLM中明显增加。进一步探讨差异菌群影响CRCLM的潜在机制，菌群功能预测及其非靶向代谢组学结果显示，大麻二酚酸、N-乙酰天冬氨酸、2-氨基苯黄酰胺和N-乙酰甘氨酸、肌苷5’-单磷酸、3-羟基丁酸等在CRCLM患者中显著上调(P<0.05)。Cox回归分析发现肌苷5’-单磷酸、N-乙酰-D-半乳糖胺和2, 5-二羟基苯甲醛可能是导致CRCLM预后差的危险因素，其发生死亡的风险约是非升高患者的1倍。这些差异代谢功能主要富集于嘌呤代谢、苯丙氨酸和酪氨酸代谢、磷酸转移酶系统。而这些代谢物与菌群有一定的相关性，具体表现为N-乙酰-D-半乳糖胺与芽孢杆菌属、沙单胞菌属有关；肌苷5’-单磷酸与梭菌属、芽孢杆菌属有关；2, 5-二羟基苯甲醛与拉克诺梭状芽孢杆菌有关。结论 CRCLM患者伴有梭菌属、芽孢杆菌属、拉克诺梭状芽孢杆菌的增加，其可能通过其代谢物如N-乙酰-D-半乳糖胺、肌苷5’-单磷酸、2, 5-二羟基苯甲醛可能是导致CRCLM预后差的危险因素。

关键词

结直肠癌 / 肝转移 / 芽孢杆菌属 / 肌苷5’-单磷酸 / 嘌呤代谢

基金资助

河北省卫健委医学科学研究项目(20190878)