[發明專利]一種糞便樣本中菌群穩態評價方法及在結直腸癌篩查中的應用

在審

• 申請號: 201711119759.1
• 申請日: 2017-10-31
• 公開（公告）號: CN108690864A
• 公開（公告）日: 2018-10-23
• 發明（設計）人: 張革;郭松鶴;陸永帆;劉萬里
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: C12Q1/04
• 分類號: C12Q1/04;C12R1/01
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種個體糞便樣本中菌群平衡關系指標的計算方法，及其在結直腸癌(CRC)中的篩查、診斷或輔助診斷中的應用。通過提取糞便中細菌的DNA測序獲得細菌種類和數量的特征，并以多種細菌的數量比值特征為基礎進行CRC的診斷。與目前已用于臨床或申請專利的無創性篩選CRC的方法相比，本發明完全無創，而且能更準確的診斷CRC。分析結果顯示，具核梭桿菌Fn與雙歧桿菌Bb數量的比值(Fn/Bb)對于篩查出CRC具有較高的敏感度和特異性，分別達到84.6％和92.3％(AUC＝0.911)。進一步聯合具核梭桿菌Fn與柔嫩梭菌Fp數量的比值(Fn/Fp)提高了對CRC的診斷價值，其受試者工作特征曲線的曲線下面積(Area Under Curve，AUC)達到了0.943。此外，Fn/Bb和Fn/Fp數量比值的聯合篩查I期CRC具有60％的特異性和90％的敏感性。

技術領域

本發明涉及結腸直腸癌(Colorectal cancer，CRC)體外診斷領域，本發明提供了一種指示個體糞便樣本中菌群平衡關系的指標菌組合及其計算方法，用于無創性診斷和篩查結直腸癌

背景技術

結直腸癌是全球最常見的惡性腫瘤之一，根據WHO報道，結直腸癌是男性第三位和女性第二位常見的惡性腫瘤。近年來在我國的發病率和死亡率不斷攀升，每年新增病例已超過17萬人，死亡近10萬人，發病率位居我國惡性腫瘤第三。

早期結直腸癌不易發現，絕大多數患者在出現便血、腹痛等癥狀三個月到半年后才到醫院就診。屆時癌細胞已擴散甚至向遠處轉移，失去了最佳的手術治療時機。近年盡管診療技術不斷發展，但由于缺乏有效的早期篩查方法，患者術后5年生存率并無明顯改善。目前，糞便隱血試驗(FOBT)是結直腸癌無創普查的主要途徑，進而篩選出高危人群進行腸鏡檢查。然而FOBT缺乏特異性，初篩順應性及高危人群的腸鏡受檢率僅30％-40％，疾病檢出率約19％左右，有待進一步提高。利用無創的標志物對人群進行篩查，可縮小腸鏡檢查人數且進一步提高腸鏡的特異性及靈敏度，對于早期診斷結直腸癌具有重要的臨床意義。

具核梭桿菌(Fusobacterium nucleatum，Fn)是重要的結直腸癌致病的相關細菌，與結直腸癌的兩種癌前病變：炎性腸病(IBD)及結腸腺瘤密切相關，該菌在腸道中數量的變遷可以預測腫瘤由良性向惡性轉化的發展趨勢；糞便或腸道組織中Fn菌的數量增多可以作為腫瘤微生物標志物對結直腸癌患者進行診斷。

益生菌對腸道穩態起重要作用。健康個體腸道的益生菌和條件致病菌保持數量平衡。但當機體內環境變化時，菌群平衡失控。柔嫩梭菌(Faecalibacterium prausnitzii，Fp)菌和雙歧桿菌(Bifidobactcrium，Bb)為人類腸道中最重要的益生菌。結直腸癌患者與健康人群相比，表現出明顯的以益生菌數量減少為特征的腸道菌群穩態失衡現象。

我們的研究證實了致癌細菌Fn對Fp，Bb等益生菌具有較強的拮抗作用，且結直腸癌患者體內Fn與Fp菌數量呈負相關。基于以上發現，我們選用這三個種屬的細菌(Fn、Fp、Bb菌)作為指標菌組合，計算腫瘤致病細菌與益生菌的數量比值并進行綜合分析，結果顯示Fn/Bb和Fn/Fp比值聯合具有良好的診斷結直腸癌(AUC＝0.943)和良性腺瘤(AUC＝0.916)的能力，尤其對區分早期結腸癌(I-II期)與良性腺瘤，診斷能力達AUC＝0.849。表明Fn/Bb+Fn/Fp聯合診斷可作為結直腸癌早期診斷的一種非侵入性指標。

發明內容

本發明的目的是提供人糞便樣本中指示腸道菌群穩態的標志物性微生物組合及菌群穩態計算方法，并應用于結直腸癌的早期篩查和輔助診斷。