肠道微生物组分析做为早期肝癌的一种靶向无创标志物的工具

Gutmicrobiomeanalysisasatooltowardstargetednon-invasivebiomarkersforearlyhepatocellularcarcinoma.(Gut,IF:17.)

一导读

肝癌的死亡率在所有癌症中排名第三。由于早期肝癌缺乏特异的症状和早期诊断标志物，大部分肝癌患者诊断时已是晚期，预后很差，死亡率高达95%。据统计，年中国新发现例男性病患，以及例女性病患，结果显示患者多由HBV(乙肝)病毒的传播和HBV诱导的肝硬化发展而来。

因此，亟需早期肝癌的新型诊断标志物和新型的治疗策略，以期改善预后。已知动物模型中，肠道微生物通过“肠肝轴”促使肝癌恶化，但人类患者的肠道微生物特征还未报道。肠道微生物作为特殊疾病的预测手段（包括了二型糖尿病、肝硬化和结直肠癌）已经取得了喜人的进展，人体肠道微生态与肝病密切相关，其作为肿瘤或特定疾病的无创诊断标志物具有潜在的可能性。

二摘要

本研究从中国的华东、华中和西北地区共收集份人粪便样本，最终个样本进行Miseq测序。通过75例早期肝癌、40例代偿期肝硬化和75例健康人建立肝癌诊断模型；由56个健康、30个肝癌早期和45个肝癌晚期样本进行验证；最后通过新疆18个和郑州80个肝癌患者样本进一步验证诊断模型的可靠性。

早期肝癌患者与肝硬化患者相比，肠道微生物多样性上升，Actinobacteria门丰度上升，13个属（包括芽殖菌Gemmiger和副拟杆菌Parabacteroides)富集。肝硬化患者与健康志愿者相比，肠道微生物多样性降低，丁酸盐产生菌丰度下降，而脂多糖产生菌丰度上升。通过随机森林分类树与5倍的交叉验证找到了最优的30个生物标志物，在75个早期肝癌患者与个非肝癌志愿者的模型中，模型准确率达到了80.64%。在早期肝癌患者与晚期肝癌患者间的验证实验中，30个生物标志物展现了惊人的潜能；值得一提的是，本研究是全球第一次临床大样本描述肝癌患者的肠道微生物特征，第一次报道了早期肝癌的肠道微生物标志物诊断模型的成功建立和跨区域验证。

三实验设计

四研究结果

1.肝癌早期、肝硬化及健康人的菌群多样性比较

如A图所示，肝硬化病人与健康人相比，多样性下降；早期肝癌病人与肝硬化病人相比，多样性升高。比较健康、肝硬化和早期肝癌患者的菌群多样性（B-D图）,Shannon指数、Simpson指数和Invsimpson指数都显示肝硬化患者菌群多样性显著下降。

如图E所示，Venn图展示了三组间独有和共有的OTU，有90个OTU只存在于早期肝癌患者中。计算weightedUniFrac距离矩阵进行主成分分析（PCoA），来展示样本间的菌群结构的差异性。如图F所示，所有样本的微生物群落均匀分布。

2.肝癌早期、肝硬化及健康人菌群组成比较

在门水平，三组中Bacteroidetes、Firmicutes和Proteobacteria门平均占比达90%，为三种主要优势菌（如图AB所示）。

与肝硬化患者相比，早期肝癌患者菌群中Actinobacteria门显著升高（如图C）相对应的，包括Gemmiger,Parabacteroides和Paraprevotella等共13个属显著富集（如图D）。

与健康人相比，早期肝癌患者菌群中Verru







































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