2024-04-02
肺癌，一种高度恶性的肿瘤，其发病率和死亡率在全球范围内均居高不下。非小细胞肺癌（NSCLC）患者的五年生存率仅为21%，而小细胞肺癌（SCLC）患者的五年生存率更是低至7%。这一严峻的现实使肺癌成为导致全球癌症相关死亡的主要原因，急需深入研究和探索有效的防治手段。
在癌症的研究中，其形态、病因及分子特征一直是科学家们关注的焦点。除了遗传因素和环境因素的影响外，近年来的研究发现微生物群在肺癌的发生和发展过程中扮演着重要角色。微生物群的失调能够通过多种机制影响肿瘤的易感性，包括调控宿主的炎症反应、产生致癌代谢产物、引发遗传毒性和毒力效应，以及干扰细胞周期的正常进行。因此，深入探索微生物群与肺癌的关系，有望为肺癌的防治提供新的策略和方法。
下面小派为大家精选分享三篇关于微生物-肺癌相关研究的高分案例，感兴趣的朋友们，快来一起探索吧！
一、非小细胞肺癌（两队列+三组学+小鼠模型+实验验证） 题目：Integrated microbiome, metabolome, and proteome analysis identifies a novel interplay among commensal bacteria, metabolites and candidate targets in non-small cell lung cancer 期刊：Clinical and translational medicine 研究背景 非小细胞肺癌(NSCLC)是一种严重的健康问题，其发病机制复杂且多样。随着微生物组、代谢组和蛋白质组等组学技术的发展，为揭示非小细胞肺癌的发病机理提供了新的视角。研究表明，肺部微生物群与宿主代谢及蛋白质表达之间存在密切关系，共同影响着NSCLC的发生与发展。然而，这一领域的研究尚处于起步阶段，许多关键的科学问题亟待解答。因此，本研究通过综合分析微生物组、代谢组和蛋白质组数据，旨在揭示非小细胞肺癌中微生物、代谢产物及潜在靶点之间的新型相互作用关系，为疾病的预防和治疗提供新的思路和方法。 组学手段 微生物组（16S rRNA基因）、蛋白质组学和代谢组学 技术路线 结果展示 研究结论 1.在NSCLC患者中，Prevotella、Gemmiger和 Roseburia在属水平上显著上调； 2. 神经酸/全反式维甲酸与Prevotella呈负相关； 3. CRP、LBP和CD14被确定为NSCLC的潜在生物标志物； 4. 移植NSCLC患者的粪便微生物群或Prevotella copri (P. copri)定植的受体小鼠可引起Lewis肺癌(LLC)细胞携带C57BL/6小鼠的炎症和免疫调节失调； 5. 神经酸/全反式维甲酸治疗改善了携带 P. copri 治疗的LLC的C57BL/6 小鼠的表型。
二、肺腺癌（基因工程小鼠模型+两组学+多重验证） 题目：Commensal Microbiota Promote Lung Cancer Development via γδ T Cells 期刊：Cell 研究背景 肺腺癌(LUAD)又是肺癌中最常见的一种类型。近年来针对肺腺癌治疗方面尽管取得了一些新的进展，但肺腺癌总体生存率仍然很低。作为一个有着很大表面积的粘膜组织，肺长期暴露在一些空气传播的菌群环境中。因此，肺部菌群与肺癌的发展之间的关系吸引着科研人员的注意。最近的一些研究显示，共生微生物能够影响针对人体癌症的免疫作用。由此，微生物的作用可能是维持促进肿瘤的炎症反应以及抗肿瘤的免疫反应之间的平衡。虽然不断有证据表明微生物与癌症之间存在密切关系，但肠道菌群和肺部菌群与肺癌的关系依然亟待研究。 组学手段 16S rRNA基因多样性组成谱、转录组、免疫组化 技术路线 结果展示 研究结论 1.肺癌发生与局部的紊乱和炎症有关； 2.去除共生菌群抑制肺腺癌的发展； 3.微生物群驱使肺癌中Vγ6+Vδ1+T细胞的增殖和活化； 4.γδ T细胞促进中性粒细胞浸润和肿瘤细胞增殖。
三、肺癌恶病质（两组学+联合分析+机器学习模型） 题目：Distinct composition and metabolic functions of human gut microbiota are associated with cachexia in lung cancer patients 期刊：The ISME Journal 研究背景 恶病质是一种常见于癌症患者的多因素疾病，胃肠道癌症(80%)和肺癌患者(60%)的发病率最高。肠道微生物区系作为治疗恶病质的新靶点正受到人们的关注，因为它在提供枯竭的营养物质、调节肠道激素、恶病质相关的细胞因子和改善肠道屏障功能方面起着关键作用。 组学手段 宏基因组、代谢组 技术路线 结果展示 研究结论 1. 恶病质组与非恶病质组相比，在肠道微生物组成、功能途径及相关血浆代谢物方面存在显著差异； 2. 恶病质患者血浆中支链氨基酸（BCAAs）、甲基组织胺和维生素明显降低，这也反映了相关肠道菌群功能通路的衰竭； 3. 非恶病质患者BCAAs和3-氧胆酸的富集与普氏菌（Prevotalla copri）和加氏乳杆菌（Lactobacillus gasseri）丰度正相关； 4. 恶病质患者微生物中脂多糖合成能力显著增强； 5. 仅使用肠道微生物特征进行高性能机器学习模型，进一步观察到肠道微生物与恶病质的关系。
文章索引： 1.Liu, Weici, et al. Microbiome and lung cancer: carcinogenic mechanisms, early cancer diagnosis, and promising microbial therapies. Critical Reviews in Oncology/Hematology, 2024: 104322. 2.Qian X, Zhang H Y, Li Q L, et al. Integrated microbiome, metabolome, and proteome analysis identifies a novel interplay among commensal bacteria, metabolites and candidate targets in non‐small cell lung cancer. Clinical and Translational Medicine, 2022, 12(6): e947. 3.Jin C, Lagoudas G K, Zhao C, et al. Commensal microbiota promote lung cancer development via γδ T cells. Cell, 2019, 176(5): 998-1013. e16. 4.Ni Y, Lohinai Z, Heshiki Y, et al. Distinct composition and metabolic functions of human gut microbiota are associated with cachexia in lung cancer patients. The ISME journal, 2021, 15(11): 3207-3220.
派森诺生物合作客户在微生物-肿瘤领域发表的部分文章
喜迎开学季，医口多组学联合分析免费送 派森诺生物作为国内早期涉足微生物多样性测序的高通量测序公司，在微生物-器官轴领域积累了丰富的项目经验。通过整合宏基因组学、微生物多样性组成谱测序、代谢组学、转录组学等多组学方法，我们建立了全面的实验平台和数据分析体系，提供从样本准备到文章发表的全方位服务。我们的多组学联合分析手段，如关联热图、网络图分析、Mantel检验和Procrustes分析等，能够深入挖掘微生物与器官轴之间的功能机制，为研究微生物-器官轴研究提供坚实的支持。
