Учёные нашли устойчивый микробный след рака кишечника в крупнейшем исследовании
Международная команда учёных под руководством EMBL Heidelberg провела один из крупнейших на сегодняшний день анализов микробиома при колоректальном раке и получила результаты, которые могут изменить подходы к ранней диагностике этого онкологического заболевания. Исследование опубликовано в журнале Cell Host & Microbe.
Проблема воспроизводимости решена
Связь между составом кишечных бактерий и раком толстой и прямой кишки подозревалась давно. Однако десятки предыдущих исследований давали противоречивые картины: разные группы получали разные результаты, потому что использовали разные методы секвенирования ДНК, работали с небольшими выборками и набирали участников из разных стран.
Чтобы преодолеть эту проблему, учёные из консорциума Mi-EOCRC (Германия, Швейцария, Нидерланды) перепроанализировали данные 27 независимых исследований, включавших в общей сложности 6779 образцов микробиома кишечника. Параллельно они изучили 906 образцов кишечной ткани — как опухолевой, так и здоровой.
Ключевым методологическим достижением стала разработка алгоритма машинного обучения, позволяющего сравнивать данные, полученные разными техническими методами. По сути, алгоритм обучается отличать «раковый» микробиом от «нераковго» и может применяться к любым существующим базам данных.
Что нашли учёные
Анализ выявил устойчивую бактериальную сигнатуру, которая воспроизводилась независимо от:
- страны происхождения участников исследования
- метода секвенирования, использованного в исходных работах
- возраста, в котором развился рак (как у молодых, так и у пожилых пациентов)
- стадии заболевания — признаки изменённого микробиома обнаруживались уже при ранних опухолях
- географического региона — Европа, Азия, Северная Америка
Более подробный анализ коснулся бактерий рода Fusobacterium, давно связанного с колоректальным раком. Оказалось, что разные подтипы этого рода ведут себя по-разному: Fusobacterium nucleatum подвид animalis стабильно обнаруживается у пациентов с раком на всех континентах, тогда как другие подвиды встречаются преимущественно у жителей Азии. Это различие важно, поскольку не все Fusobacterium одинаково опасны.
Клетчатка снижает «раковый» профиль бактерий
Отдельной линией исследования стал вопрос о связи питания и микробиома. Учёные обнаружили, что выраженность «ракового» бактериального профиля тем сильнее, чем меньше пищевых волокон потребляет человек. И наоборот: в исследованиях, где участники увеличивали потребление клетчатки, «раковый» балл микробиома снижался.
«Это говорит о том, что диета, и в частности потребление клетчатки, способна влиять на состав кишечных бактерий таким образом, что это может быть значимо с точки зрения онкологического риска», — отметил соруководитель работы профессор Михаэль Циммерманн. Всемирная организация здравоохранения рекомендует потреблять не менее 25–30 граммов клетчатки в сутки, однако большинство жителей развитых стран не достигают этого показателя.
Ограничения и следующие шаги
Авторы подчёркивают: найденная сигнатура пока не является диагностическим тестом. По точности машинное обучение уступает существующим иммунохимическим тестам кала, широко применяемым при скрининге колоректального рака. Ещё одна проблема — предраковые аденомы: их бактериальные изменения значительно слабее, чем при сформировавшейся опухоли, и алгоритм выявляет их ненадёжно.
Читайте также по теме: новых подходах к лечению рака.
Тем не менее исследование создаёт воспроизводимую базовую модель, на которой можно строить будущие диагностические инструменты — вероятно, в сочетании с другими методами скрининга. По словам профессора Георга Целлера, сила работы — в комплексности: впервые сведены вместе стул и ткань, диетические данные, детальная таксономия вплоть до уровня бактериальных штаммов и функциональный анализ факторов патогенности.
