结直肠癌不同原发部位肠道微生物组的宏基因组学荟萃分析

摘要

目的 肠道微生物与结直肠癌（colorectal cancer,CRC）的原发部位有关，为探讨结直肠癌不同原发部位肠道微生物组的差异特征，本研究整合宏基因组数据进行荟萃分析。方法 从3项研究中收集了宏基因组数据，根据右半结肠癌（right-sided colon cancer,RCC）、左半结肠癌（left-sided colon cancer,LCC）与直肠癌（rectal cancer,RC）这三个部位进行分组，首先通过双因素方差分析及菌群多样性比较识别混杂因素。随后构建微生物共现网络。采用随机森林算法构建原发肿瘤位置的预测模型。最后，将肿瘤位置与混杂因素纳入Maaslin2 (microbiome multivariable associations with linear models)模型中，同时使用线性判别分析（linear discriminant analysis,LDA）以识别出差异性物种。结果 研究来源和BMI是主要混杂因素。肠道微生物的α/β多样性在不同肿瘤部位无显著差异。放线菌门、厚壁菌门和变形菌门在三个微生物网络中均发挥关键链接作用，拟杆菌门在RCC的微生物网络中更为显著。三个网络中既存在共同的关键菌群，也有各自的特有关键菌群。随机森林分类模型在预测RC时表现良好，但在区分RCC和LCC时表现较差。通过对比CC与RC，以及对比RCC与LCC,Maaslin2和LDA鉴定出的部分差异性菌群曾被报道与CRC位置相关的分子及免疫特征有关。结论 本研究阐明了肠道微生物组与CRC原发部位之间的关系，并证实RCC、LCC和RC在肠道微生物富集模式上存在差异。

关键词

宏基因组学 / 微生物组 / 结直肠癌 / 肿瘤位置 / 荟萃分析

基金资助

广西重点研发计划项目(No.桂科AB25069073); 广西自然科学基金(No.2023GXNSFAA026156、No.2023GXNSFAA026145); 国家自然科学基金地区基金(No.82060545)