臨床醫(yī)生用于診斷癌癥的大多數(shù)生物標(biāo)志物是人類的。但是，越來越多的證據(jù)表明微生物組和惡性腫瘤之間存在聯(lián)系，這為研究微生物DNA的存在作為一種識別和可能預(yù)測疾病的方式提供了機(jī)會。在一項(xiàng)新的研究中，來自澳大利亞墨爾本大學(xué)和彼得-麥卡倫癌癥中心的研究人員證實(shí)在健康人和黑色素瘤患者的血液樣本中檢測到細(xì)菌DNA是可能的。相關(guān)研究結(jié)果近期發(fā)表在Genome Biology期刊上，論文標(biāo)題為“Detection of cell-free microbial DNA using a contaminant-controlled analysis framework”。

美國德克薩斯大學(xué)MD安德森癌癥中心黑色素瘤外科醫(yī)生Jennifer Wargo（未參與這項(xiàng)新的研究）說，“這是又一份證明你可以識別血液中的微生物特征的手稿，但是到目前為止，這些[識別]策略有很多細(xì)微差別，特別是當(dāng)涉及到可能的污染時(shí)?？隙ㄓ泻芏嘞Ｍ?，但現(xiàn)在還很早，這些策略需要優(yōu)化，最好是標(biāo)準(zhǔn)化?！?/p>

論文通訊通訊作者、彼得-麥卡倫癌癥中心的Sarah-Jane Dawson博士及其團(tuán)隊(duì)過去一直專注于癌癥生物標(biāo)志物，主要是循環(huán)腫瘤DNA。在閱讀了以前關(guān)于循環(huán)微生物DNA及其參與HIV和癌癥等疾病的報(bào)告（Nature Microbiology, 2019, doi:10.1038/s41564-018-0349-6）后，該團(tuán)隊(duì)開始研究他們自己是否能在人類血液樣本中找到它。

在這項(xiàng)新的研究中，這些作者對16名晚期黑色素瘤患者的血漿、糞便和唾液樣本進(jìn)行了16S測序，以便對細(xì)菌核糖體RNA基因進(jìn)行編錄。論文共同作者、Dawson實(shí)驗(yàn)室博士后研究員Stephen Wong說，當(dāng)他們在血漿中檢測到大量的細(xì)菌特征時(shí)，他們最初感到很驚訝，但很快意識到，他們檢測到的許多微生物是實(shí)驗(yàn)室環(huán)境和試劑的常見污染物。

在患者血漿、糞便和唾液中檢測到的無細(xì)胞微生物DNA的群落結(jié)構(gòu)，圖片來自Genome Biology, 2021, doi:10.1186/s13059-021-02401-3。

該團(tuán)隊(duì)開始在流程的每個(gè)步驟中讓他們的樣本與不包含樣本的對照一起運(yùn)行。作為生物信息學(xué)分析的一部分，他們過濾掉了污染，并在血漿樣本中發(fā)現(xiàn)了一個(gè)很小但似乎是真實(shí)的不同于糞便和唾液樣本的細(xì)菌DNA信號。當(dāng)他們比較在15名健康人和15名新的黑色素瘤患者身上發(fā)現(xiàn)的無細(xì)胞微生物DNA時(shí)，他們觀察到健康人的血漿含有更廣泛的細(xì)菌種類。他們還發(fā)現(xiàn)了健康人血漿中獨(dú)有的一個(gè)細(xì)菌屬--Castellaniella，這表明有朝一日有可能通過循環(huán)微生物DNA來區(qū)分健康人和患者。

與Wargo一起在德克薩斯大學(xué)MD安德森癌癥中心工作的Nadim Ajami（未參與這項(xiàng)新的研究）說，“該報(bào)告是另一個(gè)例子，說明我們可以在每一個(gè)地方找到微生物信號--在這個(gè)特定的例子中，實(shí)際上是細(xì)菌信號。挑戰(zhàn)是找出它們的生物相關(guān)性?！?/p>

他說，16S測序只能提供關(guān)于細(xì)菌和一些古生菌的信息，但是“不要忘記微生物世界的其他組成部分也是關(guān)鍵”。例如，“噬菌體的存在可以改變細(xì)菌的生物特征，因?yàn)槭删w攜帶的基因會影響細(xì)菌的功能”。另外，找到細(xì)菌的染色體和噬菌體可以更完整地了解所存在的微生物。

2020年發(fā)表的一項(xiàng)研究已表明來自血液和組織的微生物組信息與各種類型的癌癥有關(guān)（Nature, 2020, doi: 10.1038/s41586-020-2095-1）。作為一家專注于通過分析血液樣本等液體活檢樣本的微生物信號來預(yù)測癌癥的生物技術(shù)公司Micronoma的首席執(zhí)行官和總裁，Sandrine Miller-Montgomery說，“人們通常認(rèn)為微生物是污染，而不是信息。我希望其他人能夠研究其他疾病的循環(huán)微生物組。雖然它確實(shí)含量較低，但含量較低并不意味著它沒有超強(qiáng)的相關(guān)性?！保ㄉ锕?世聯(lián)博研Bioexcellence）

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