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EASL中国之声丨陆伟教授团队:基于肠道微生物特征,预测肝癌潜在微血管侵犯风险

作者:肿瘤瞭望   日期:2022/6/24 17:00:21

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肝癌是全球范围内第五大癌症致死病因[1,2]。肝细胞癌(Hepatocellular carcinoma,HCC)是其中最常见的肝癌类型[3],大多数HCC患者在最初诊断时存在微血管侵犯(Microvascular Invasion,MVI)[4-6]。

肝癌是全球范围内第五大癌症致死病因[1,2]。肝细胞癌(Hepatocellular carcinoma,HCC)是其中最常见的肝癌类型[3],大多数HCC患者在最初诊断时存在微血管侵犯(Microvascular Invasion,MVI)[4-6]。MVI是决定HCC患者长期生存和肿瘤复发的关键性因素之一[7,8]。若术后才发现存在MVI,患者则会失去治疗干预机会。因此,我们迫切需要准确的术前检查方法来预测HCC是否存在MVI,同时给予相应治疗以减少复发并提高HCC患者的生存率。
 
第57届欧洲肝病研究学会年会(EASL2022)暨2022年国际肝脏大会(ILC 2022)上,我国天津医科大学肿瘤医院陆伟教授团队介绍了基于肠道微生物的特征分析,构建的一套预测HCC潜在微血管侵犯风险的临床预测模型(摘要编号:SAT568),为临床患者治疗提供了有力工具。该项研究结果也于近日发表在Frontiers in Medicine杂志(影响因子5.09)。
 
该研究将于6月25日(周六)以壁报形式展出
 
DOI: 10.3389/fmed.2022.836369
 
研究背景
 
MVI是决定HCC患者长期生存和肿瘤复发的关键性因素之一。HCC患者发生MVI从而诱导转移和复发的潜在机制非常复杂,目前仍不清楚其具体机制[9]。尽管有许多研究将肠道菌群失调与HCC发病机制联系起来,但是有关肠道微生物群与HCC-MVI之间的相关性研究尚未开展。
 
本研究旨在调查HCC患者和健康对照组之间肠道微生物组的分类和衍生功能特征的差异,阐明关键特征性肠道微生物在HCC-MVI中的预测作用,并进一步证明其与宿主免疫之间的相关性。
 
研究设计
 
本研究了收集天津市肿瘤医院59名HCC患者(其中包括24名HCC-MVI的患者、20名HCC-NVI患者、15名HCC-MaVI患者)和16名健康对照者的粪便样本,并通过16S rRNA扩增子测序后进行全面的生物信息学分析。通过受试者工作特征(ROC)曲线评估微生物组特征在预测HCC患者是否合并MVI上的效用。运用免疫组化和免疫荧光法进一步分析HCC-MVI组肠道菌群与肿瘤微环境(Tumor microenvironment,TME)之间的相关性。
 
研究结果
 
HCC-MVI组和无血管浸润组(HCC-NVI)的微生物群组成和结构有明显的差异。与HCC-NVI组和健康对照组相比,HCC-MVI患者的肠道细菌克雷伯菌、变形菌、普雷沃菌科和肠杆菌科显著富集,而厚壁菌、瘤胃球菌和单球菌科显著减少。其中,克雷伯菌被认为是HCC患者发生MVI的主要微生物类群及其关键特征。
 
图1.不同组别患者的肠道微生物的相对丰度
 
此外,依据20个肠道微生物细菌家族建立的受试者操作特征(ROC)曲线用于HCC-MVI预测的曲线下面积(AUC)为99.65%(95%CI:98.69%~100%)。
 
图2.用20个肠道微生物细菌家族建立的受试者操作特征(ROC)曲线用于HCC-MVI预测
 
与HCC-NVI组相比,HCC-MVI组M2型肿瘤相关巨噬细胞(Tumour-associated macrophages,TAM)的百分比增加(P<0.001)。TME中M2型TAM与HCC-MVI肠道菌群的Shannon和Simpson指数呈负相关(均P<0.01)。
 
图3.TME相关指标与肠道菌群的相关性分析
 
最后,通过KEGG通路富集分析表明,其各组之间微生物群的代谢途径也存在很大差异。
 
表1.基于KEGG数据库,研究HCC-MVI组微生物组代谢途径与M2型TAM的相关性
 
研究结论
 
HCC-MVI患者肠道微生物群与健康对照组存在显著差异。利用肠道细菌特征建立的预测模型能够精准地预判HCC是否合并MVI,对于我们预测HCC患者的预后以及为其制定个体化的治疗方案提供了强有力的帮助。期待以此模型为基础的国际多中心、大样本的独立外部验证优化研究及分子预测模型探索。
 
参考文献:
 
1. Marrero JA, Kulik LM, Sirlin CB, Zhu AX, Finn RS, Abecassis MM, et al. Diagnosis, Staging, and Management of Hepatocellular Carcinoma: 2018 Practice Guidance by the American Association for the Study of Liver Diseases. Hepatology. (2018) 68:723–50. doi: 10.1002/hep.29913
 
2. Routy B, Le Chatelier E, Derosa L, Duong CPM, Alou MT, Daillere R, et al. Gut microbiome influences efficacy of PD-1-based immunotherapy against epithelial tumors. Science. (2018) 359:91–7. doi: 10.1126/science.aan3706
 
3. Sayiner M, Golabi P, Younossi ZM. Disease burden of hepatocellular carcinoma: a global perspective. Dig Dis Sci. (2019) 64:910–7. doi: 10.1007/s10620-019-05537-2
 
4. Ringelhan M, McKeating JA, Protzer U. Viral hepatitis and liver cancer. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. (2017) 372:20160274. doi: 10.1098/rstb.2016.0274
 
5. von Felden J, Karkmann K, Ittrich H, Gil-Ibanez I, Frundt T, Krause J, et al. Sequential Systemic Treatment in Advanced Hepatocellular Carcinoma Is Able to Prolong Median Survival to More than 3 Years in a Selected Real-World Cohort. Visc Med. (2021) 37:87–93. doi: 10.1159/000507381
 
6. Costentin CE, Ferrone CR, Arellano RS, Ganguli S, Hong TS, Zhu AX. Hepatocellular Carcinoma with Macrovascular Invasion: Defining the Optimal Treatment Strategy. Liver Cancer. (2017) 6:360–74. doi: 10.1159/000481315
 
7. Lee YH, Hsu CY, Huang YH, Su CW, Lin HC, Hsia CY, et al. alpha-fetoprotein-to-total tumor volume ratio predicts post-operative tumor recurrence in hepatocellular carcinoma. J Gastrointest Surg. (2013) 17:730–8. doi: 10.1007/s11605-012-2081-5
 
8. Rodriguez-Peralvarez M, Luong TV, Andreana L, Meyer T, Dhillon AP, Burroughs AK. A systematic review of microvascular invasion in hepatocellular carcinoma: diagnostic and prognostic variability. Ann Surg Oncol. (2013) 20:325–39. doi: 10.1245/s10434-012-2513-1
 
9. Yang M, Li J, Gu P, Fan X. The application of nanoparticles in cancer immunotherapy: Targeting tumor microenvironment. Bioact Mater. (2021) 6:1973–87. doi: 10.1016/j.bioactmat.2020.12.010
 
专家简介
 
陆伟教授 
医学博士 主任医师 
天津医科大学肿瘤医院党委书记 
天津医科大学肿瘤医院肝癌防治研究中心主任 
中国抗癌协会常务理事 
中国抗癌协会肿瘤肝脏病学专业委员会主任委员 
中华医学会消化病学分会第十届委员会肝胆疾病学组副组长
中华医学会消化病学分会常委
 
专家简介
 
张宁宁 
医学博士,副主任医师
天津医科大学肿瘤医院肝胆肿瘤内科科主任 
天津医科大学肿瘤医院肝癌防治研究中心办公室主任 
中国抗癌协会肿瘤肝脏病学专委会常委 
中国抗癌协会肿瘤人工智能专家委员会委员 
中国抗癌协会肿瘤介入学分会免疫与化疗专委会委员 
中国医师协会科普分会消化委员会委员
天津市抗癌协会肿瘤转化医学专委会副主任委员
天津市抗癌协会肝胆肿瘤专委会常委
 

 

版面编辑:张靖璇  责任编辑:卢宇

本内容仅供医学专业人士参考


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