Дисбаланс микробиоты (дисбиоз) связан с многочисленными заболеваниями, включая сахарный диабет, ожирение, нервно-психические или нейродегенеративные расстройства и даже онкологические заболевания. Метаболиты кишечных бактерий очень быстро попадают в кровоток. Этот факт побудил ученых провести новое исследование для определения профиля метаболитов в сыворотке, связанных с микробиотой кишечника. Цель исследования — найти сигнатуру метаболитов сыворотки, связанную с микробиотой кишечника, у людей с колоректальным раком (КРР) или аденомами. Такой неинвазивный, точный и быстрый метод позволил бы диагностировать эти состояния на раннем этапе.
Метаболические изменения на всех уровнях
В ходе анализа образцов сыворотки участников исследуемой когорты (31 здоровый доброволец, 12 пациентов с аденомами и 49 пациентов с КРР) было выявлено 885 метаболитов сыворотки, относительное содержание которых различалось между пациентами с аденомой или КРР и здоровыми людьми. Мы знаем, что изменения микробиоты кишечника у пациентов с колоректальными опухолями могут перепрограммировать фекальный метаболом. Но способны ли они перепрограммировать метаболом сыворотки? Чтобы определить потенциальную значимость этих маркеров для прогнозирования колоректальных опухолей, исследователи проанализировали метагеномные метаболиты микробиоты кишечника в сыворотке и кале 11 здоровых добровольцев и 33 пациентов с колоректальными опухолями. Обнаружено, что 322 метаболита были связаны с микробиотой кишечника, включая виды, которые, как известно, способствуют возникновению и прогрессированию КРР (Fusobacterium nucleatum, Parvimonas micra и др.). Затем с помощью алгоритма, позволяющего точно идентифицировать 8 метаболитов в сыворотке, авторам удалось отличить здоровых людей в когорте от тех, у кого были аденомы и КРР (площадь под кривой 0,96). Эти метаболиты (сывороточные метаболиты, ассоциированные с микробиомом кишечника [GMSM]) были выбраны в качестве панели маркеров для прогнозирования наличия колоректального заболевания.
На пути к прогностической модели
Работоспособность модели протестировали на поисковой когорте (72 здоровых добровольца и 120 пациентов с колоректальными опухолями) и независимой валидационной когорте (53 здоровых добровольца и 103 пациента с колоректальными опухолями). Результат — возможность достоверно отличить лиц с аденомой и КРР от здоровых людей (площадь под кривой 0,98 и 0,92, соответственно). Наконец, модель сравнивали с другими широко используемыми методами диагностики, такими как анализы на карциноэмбриональный антиген (CEA) и скрытую кровь в кале (FOBT). Панель GMSM превосходила анализы на CEA и FOBT по дискриминационной способности в отношении больных и здоровых лиц в валидационной (площадь под кривой 0,92 в сравнении с 0,72) и поисковой когортах (чувствительность 83,5% в сравнении с 65,2%) соответственно.
