Gastroenterology丨咽峡炎链球菌和星座链球菌的粪便特征用于胃癌的无创筛查和早期预警

今天分享的文献是近期发表在 Gastroenterology上的一篇文章，标题为“ Fecal Signatures of Streptococcus anginosus and Streptococcus constellatus for Noninvasive Screening and Early Warning of Gastric Cancer ”。

有关作者：

• 本文的通讯作者是上海交通大学医学院附属仁济医院副院长、消化科房静远教授, 上海交通大学医学院附属仁济医院消化内科陈萦晅副教授，上海交通大学医学院附属瑞金医院乳腺疾病诊治中心王铮主治医师，研究方向分别是是消化内科、消化内科、乳腺外科。

研究背景：

胃癌( gastric cancer，GCa )跻身全球五大最常见的，发病率第5，死亡率第4的恶性肿瘤,几乎全球一半的GCa造成的死亡发生在中国，且大多数胃癌患者确诊时已属晚期，预后相对较差，所以早期筛查对GCa预防和治疗至关重要。

目前胃癌的筛查仍依赖于内窥镜检查，但其存在非普遍适用、侵入性、操作复杂、过程痛苦等缺点，所以需要一种无创的、敏感的、简便、高效可广泛使用的GCa早期筛查方法。此外，幽门螺旋杆菌（ Helicobacter pylori , Hp）是胃部最常见且传染性很强的一种微生物，人感染后，轻致口臭胃炎，重则诱发胃溃疡甚至胃癌，但只有不到3%的携带者最终会患上胃癌，这表明胃中其他微生物也参与了胃癌的发展，但目前知之甚少。

本文研究发现临床早期诊断GCa粪便标记物咽峡炎链球菌( Sa )和星形链球菌( Sc )在GCa患者的肿瘤组织和粪便中均显著富集，Sa / Sc/SaUSc均显示出检测早期GCa的高灵敏度和准确性，为胃癌筛查提供了一种无创、准确和敏感的候选检查方法，具有潜在的临床应用价值。

图1 研究设计

结果与讨论：

1.胃癌患者的肿瘤组织和粪便中的Sa、Sc显著富集

首先通过16S rRNA基因分析ChG和GCa中Sa、Sc的相对丰度，结果显示，与ChG组相比，GCa组的Sa(组织：P=0.0006，粪便： P<0.0001)和Sc(组织：P=0.005，粪便：P=0.013)的序列比例显著增加，这表明GCa患者的肿瘤组织和粪便中的Sa、Sc显著富集（图2）。

图2. 在发现队列中的16S rRNA测序结果

2.Sa、Sc是胃癌癌前和早期预警的重要标志

通过qPCR检测胃癌患者肿瘤组织、粪便中Sa、Sc的特征DNA序列，结果显示，GCa组中Sa和Sc的相对丰度均显著高于对照粘膜组、ChG组（Sa/Sc组织：P=0.013/0.001；粪便：P<0.0001/0.0001），这进一步表明， Sa和Sc在胃癌患者肿瘤组织和粪便中富集，且在粪便中更为显著(图3A-D)。

接着评估GCa侵袭深度对Sa和Sc丰度的影响，结果显示，早期GCa肿瘤组织中Sa的相对丰度高晚期GCa亚组的2.6倍（P=0.003），ChG组对照组的7.5倍（P <0.0001），早期GCa肿瘤的肿瘤组织中Sc的丰度也最高（图3E和F）；早期GCa患者的粪便中Sa和Sc的丰度也较高(均P<0.0001）（图3G和H）；与ChG患者相比， 早/晚期GCa患者的粪便中Sa和Sc的丰度显著增加（P<0.0001）（图3I-J），这表明，在GCa癌前阶段，Sa和Sc已经在粪便中显著富集，即粪便Sa和Sc可作为GCa发生早期预警的重要标志，具有重要的临床意义。

图3训练队列中胃组织和粪便中Sa/Sc的qPCR结果

 

3.胃癌组织中Hp与Sa/Sc丰度的协同正相关关系

接着研究Hp与Sa/Sc之间的关系，结果显示，在GCa肿瘤组织中，Sa和Hp（r=0.40，P <0.0001）、Sc和Hp（r=0.32，P<0.0001）之间存在温和的正相关（图4A-B），且在GCa早期似乎比晚期更为明显（Sa： r=0.51 vs 0.37，P <0 .01；Sc： r=0.47vs0.28，P<0.01）（图4C-D,补充图5I和J)），这表明，在早期GCa阶段，Sa/ Sc与Hp之间有更密切的联系。

通过C-13/C-14呼吸试验或快速脲酶试验，结果显示，ChG组织中，我们发现Sa（P <0.01）和Sc（P <0 .0001）均在Hp（-）ChG患者的胃、粘膜中显著富集，ChG组织中Sa、Sc丰度在Hp感染下减少，在GCa组织随着Hp的增加而增加，表明Sa和Sc在胃癌发生中具有潜在的促进作用（图4E-F）; Hp（þ）和Hp（-）GCa患者粪便中Sa、Sc的丰度差异无统计学意义（P > 0.05）(图 4G - H), 这表明，在GCa筛查中检测粪便中Sa和Sc的丰度可能不受Hp感染的影响。

图4训练队列中Hp与Sa/Sc相关性的qPCR结果

4.粪便特征Sa、Sc丰度结合CEA检测在GCa诊断中的应用

 接着评估粪便Sa、Sc的诊断性能，结果显示在平行组SaUSc和序列组Sa∩Sc的AUC值均高于单一粪便特征Sa/Sc组及其他添加CEA的检测组，这表明二者的敏感性和特异性优于其他组（图4A-D）。粪便特征组合SaUSc在敏感性和准确性方面均优于粪便特征Sa/Sc/ Sa∩Sc /SaUScUCEA组，且添加血清CEA的检测并没有提高其检测早期GCa敏感性（P > 0.05），与晚期GCa诊断相比，SaUSc或单一特征Sa/Sc在早期GCa筛查获得更高的敏感性（图4）。

图5 粪便特征在早期胃癌诊断中的诊断性能及不同特征在胃癌诊断中的敏感性比较

 

5.在一个独立的队列中进行验证

为了验证粪便特征Sa和Sc在GCa诊断中的有效性，验证队列结果显示，与ChG患者相比，Sa和Sc在GCa患者粪便中，特别是早期GCa患者中显著富集（P<0.0001），与训练队列一致（图6）。

图6 验证队列中胃组织和粪便中Sa/Sc的 qPCR结果

总结：

创新性：粪便Sa和Sc在GCa筛查和早期预警中是无创、准确和敏感的特征，特别是在早期，对GCa预防具有潜在的影响。

局限性：本研究仅在中国招募GCa患者，长期随访的资料不足

美国医疗保险和医疗补助服务中心（CMS）的指南中，对医疗检测方法的纳入标准是“灵敏度不低于74%，特异性不低于90%”，现阶段粪便Sa和Sc水平对胃癌的判别能力还达不到这一要求。

https://doi.org/10.1053/j.gastro.2022.02.015