科研盘点|肠道菌群Biomarker在临床转化中的应用

生物标志物（Biomarker）可作为正常生物学过程、病理过程或治疗干预药理学反应的指示因子，寻找和发现有价值的Biomarker是当前医学领域的研究热点。肠道微生物是一种新型的Biomarker，国内外已有研究证明肠道微生物和肿瘤、抑郁症、糖尿病和自身免疫等疾病相关，国外已有相关诊断设备进行肿瘤相关的检测。

肠道菌群Biomarker研究思路

接下来就让我们通过几篇文章了解下，肠道菌群标志物临床转化的巨大的价值。

微生物标志物的结直肠癌早诊早筛研究

发表杂志：Nature Communications（IF: 12.121）

肠道微生物群与结直肠癌（CRC）之间的关系已被广泛研究。然而在多个人群中用于早期腺瘤诊断的可复制标记物仍然是未知的。该研究对1,056份粪便样本进行了综合分析，以确定腺瘤相关的微生物标志物，用于早期检测结直肠癌。

技术路线

研究结论

构建了随机森林分类器，由11个区分腺瘤与对照的标记物（ROC曲线下面积（AUC）= 0.80）和26个区分腺瘤与CRC的标记物（AUC = 0.89）组成。此外，在两个独立队列中验证了分类器的AUC分别为0.78和0.84。从而证明腺瘤特异性标志物在多人群中的有效性，有助于CRC的早期诊断和治疗。

肠道微生物研究用于甲亢诊断生物标志物鉴定

发表杂志：ISME Journal（IF: 9.18）

甲亢是最常见的自身免疫性甲状腺疾病，多年来甲亢高复发率始终是临床治疗难题，利用益生菌靶向干预肠道微生物有望解决该难题。本研究对100名轻度、重度甲亢患者和62名健康对照者的肠道微生物进行了微生物组和代谢组分析，探讨了甲亢与肠道微生物组之间的高度相关性，构建了基于肠道菌群生物标志物的精准预测模型，为该疾病的诊断和益生菌靶向干预提供了全新的视野。

技术路线

研究结论

通过全面分析宏基因组、肠道微生物样本的预测代谢物数据和受试者临床指标，研究团队发现甲亢患者的肠道微生物存在明显生态失调。在此基础上建立了以肠道微生物为标志物的甲亢精准预测模型，为乳酸菌靶向干预甲亢找到了新的靶点，也为甲亢新药研制和临床治疗提供了理论依据。

甲亢相关的生物标志物及特异性的肠道微生物组分析

基于微生物群的标志物预测艰难梭菌感染

发表杂志：Nature Communications（IF: 12.121）

艰难梭菌是引起抗生素相关性腹泻（AAD）最常见的原因，也是世界范围内造成医疗感染最多的病原体。艰难梭菌感染（CDI）的特点是水样便，并伴有毒素介导的肠道炎症，主要风险因素包括住院、年龄、毒性艰难梭菌的定植，最重要的是抗生素暴露。目前缺乏预测CDI或AAD发展的标志物。这样的标志物可将患者分为不同的风险类别，评估对CDI的预防措施或治疗方法。该项研究分析了抗生素治疗前后和腹泻发病时CDI风险增加的患者肠道菌群。

技术路线

研究结论

该项研究表明，与非CDI患者相比，CDI患者在接受抗生素治疗前已经表现出明显的微生物多样性降低，明显富含肠球菌而缺乏反刍球菌、布氏菌、普氏菌和双歧杆菌的微生物群。同时抗生素治疗引起的菌群失调是类特异性的，β-内酰胺类药物可进一步增加肠球菌的丰度。该结果在一个独立的CDI前瞻性患者队列中得到验证，可用于前瞻性临床试验中富集高风险患者，开发了基于微生物群的预测性诊断方法用来管理CDI风险患者。

参考文献

Wu Y, Jiao N, Zhu R, et al. Identification of microbial markers acrosspopulations in early detection of colorectal cancer. Nat Commun. 2021; 12(1): 063.

Zu Q, Hou Q, Huang S, et al. Compositional andgenetic alterations in Graves' disease gut microbiome reveal specificdiagnostic biomarkers. ISME J. 2021; 10.1038/s41396-021-01016-7.

Berkell M, Mysara M, Xavier BB, et al. Microbiota-based markers predictiveof development of Clostridioides difficile infection. Nat Commun. 2021; 12(1): 2241.