8分+项目文章：除了肠道菌群，这里的菌群也大有可为！| 微生物专题

口腔对人类的健康非常重要。它不仅提供进入消化系统和呼吸系统的通道，而且还提供免疫力和抵御入侵病原体的保护性屏障。截至目前，大约有700种口腔细菌已被鉴定出来，可分类出296个种水平的菌群。这些菌群统称为人类口腔微生物群，它们主要定植在五个不同的生态位：唾液、舌头、口腔粘膜、矿化的牙齿表面和牙周组织，每个生态位都有不同的微生物群落。一些口腔细菌群落成员被认为是病原体，可以导致包括龋齿(蛀牙)、牙周病(牙龈炎症)在内的疾病，并与口腔癌有关联。不仅如此，口腔细菌还与系统性疾病有关，如2型糖尿病、心血管疾病、癌症、早产和阿尔茨海默病[1]。

口腔微生物群可能在结直肠癌(CRC)发生中起重要作用。然而，很少有研究调查它们之间的关系。本研究是调查口腔健康和结直肠肿瘤之间的关联是否有潜在的微生物基础，为CRC寻找新的非侵入性生物标志物[2]。

实验设计

本研究收集161例CRC患者、34例结直肠腺瘤（CRA）患者和58例健康志愿者的口腔拭子标本。用16S测序检测上述3个组的口腔微生物群，实验方案见图1。

样本采集

用棉签擦拭双颊内侧，前瞻性地收集参与者的口腔菌群样本。将含有样本的棉签放在无菌试管中，然后储存在-80°C直到进一步使用。所有参与者最近都没有口腔疾病，也没有接受过NIH人类微生物组项目-核心微生物组采样方案所列的药物治疗。对于CRC患者或CRA患者，在手术前采集口腔菌群样本。


排除标准

对于CRC队列，排除标准是：i)遗传性或炎症相关结直肠癌，以及ii)积极的术前治疗过程。对于CRA队列，排除标准是：i)家族性腺瘤性息肉病，以及ii)既往结直肠癌病史。最后，根据招募程序纳入253例符合条件的病例，包括58例健康对照、34例CRA患者和161例CRC患者（表1），并随机分为发现队列和验证队列(图1)。
表1 纳入受试者的临床特征图1 研究设计和流程图根据纳入标准，前瞻性地采集60例健康对照、38例结直肠腺瘤（CRA）患者和164例结直肠癌（CRC）患者的口腔菌群样本。最终，纳入58例健康对照、34例CRA患者和161例CRC患者，并随机分为发现队列和验证队列。在发现阶段，对80例CRC、17例CRA和29例健康对照的口腔微生物群进行描述，鉴定出微生物标志物，并使用随机森林模型构建出CRC和CRA分类器。在验证阶段，使用81例CRC、17例CRA和29例健康对照的数据验证了CRC和CRA分类器的诊断效果。此外，所有样本(161例CRC、34例CRA和58例对照)都进行了另一项独立的验证。
主要结果

结果发现，相比健康对照组，CRA和CRC组口腔菌群多样性更高，其中CRA组的微生物多样性最高（图2、3）。进一步分析口腔菌群可能的功能发现，相比其他两组，CRA组的膜转运通路的比例明显下降；而相比健康对照组，CRA和CRC组中涉及细胞运动通路的比例显著增加，而参与碳水化合物代谢的通路受到抑制（图4）。基于口腔菌群标志物（5个OTU markers）建立随机森林分类器模型，能够有效区分出CRC组和健康对照组（图6），以及CRA组和健康对照组（图5）。图2 口腔微生物群的细菌多样性图3 口腔微生物群组成图4 CRA和CRC患者口腔微生物功能失调图5 CRA口腔菌群标志物的鉴定与验证图6 CRC口腔菌群标志物的鉴定与验证常言到，病从口入，口腔中的微生物群就站在防御外来干扰的第一线，它们既可能发挥着保护人体健康的责任，也可能在外界因素的影响下，从“中立”转换为“敌对”状态（比如条件致病菌）。对口腔菌群进行深入研究的重要性，一点也不亚于对肠道菌群的研究。
更多了解口腔菌群及其功能，请查看下方相关阅读中的文章。
参考文献
1. Freire M, Nelson KE, Edlund A. The Oral Host-Microbial Interactome: An Ecological Chronometer of Health? Trends Microbiol. 2020 Dec 2:S0966-842X(20)30295-X. doi: 10.1016/j.tim.2020.11.004. Epub ahead of print. PMID: 33279381.2. Zhang S, Kong C, Yang Y, Cai S, Li X, Cai G, Ma Y. Human oral microbiome dysbiosis as a novel non-invasive biomarker in detection of colorectal cancer. Theranostics. 2020 Sep 18;10(25):11595-11606. doi: 10.7150/thno.49515. PMID: 33052235.

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