[发明专利]一种粪便样本中菌群稳态评价方法及在结直肠癌筛查中的应用

说明书

本发明涉及一种个体粪便样本中菌群平衡关系指标的计算方法，及其在结直肠癌(CRC)中的筛查、诊断或辅助诊断中的应用。通过提取粪便中细菌的DNA测序获得细菌种类和数量的特征，并以多种细菌的数量比值特征为基础进行CRC的诊断。与目前已用于临床或申请专利的无创性筛选CRC的方法相比，本发明完全无创，而且能更准确的诊断CRC。分析结果显示，具核梭杆菌Fn与双歧杆菌Bb数量的比值(Fn/Bb)对于筛查出CRC具有较高的敏感度和特异性，分别达到84.6％和92.3％(AUC＝0.911)。进一步联合具核梭杆菌Fn与柔嫩梭菌Fp数量的比值(Fn/Fp)提高了对CRC的诊断价值，其受试者工作特征曲线的曲线下面积(Area Under Curve，AUC)达到了0.943。此外，Fn/Bb和Fn/Fp数量比值的联合筛查I期CRC具有60％的特异性和90％的敏感性。

技术领域

本发明涉及结肠直肠癌(Colorectal cancer，CRC)体外诊断领域，本发明提供了一种指示个体粪便样本中菌群平衡关系的指标菌组合及其计算方法，用于无创性诊断和筛查结直肠癌

背景技术

结直肠癌是全球最常见的恶性肿瘤之一，根据WHO报道，结直肠癌是男性第三位和女性第二位常见的恶性肿瘤。近年来在我国的发病率和死亡率不断攀升，每年新增病例已超过17万人，死亡近10万人，发病率位居我国恶性肿瘤第三。

早期结直肠癌不易发现，绝大多数患者在出现便血、腹痛等症状三个月到半年后才到医院就诊。届时癌细胞已扩散甚至向远处转移，失去了最佳的手术治疗时机。近年尽管诊疗技术不断发展，但由于缺乏有效的早期筛查方法，患者术后5年生存率并无明显改善。目前，粪便隐血试验(FOBT)是结直肠癌无创普查的主要途径，进而筛选出高危人群进行肠镜检查。然而FOBT缺乏特异性，初筛顺应性及高危人群的肠镜受检率仅30％-40％，疾病检出率约19％左右，有待进一步提高。利用无创的标志物对人群进行筛查，可缩小肠镜检查人数且进一步提高肠镜的特异性及灵敏度，对于早期诊断结直肠癌具有重要的临床意义。

具核梭杆菌(Fusobacterium nucleatum，Fn)是重要的结直肠癌致病的相关细菌，与结直肠癌的两种癌前病变：炎性肠病(IBD)及结肠腺瘤密切相关，该菌在肠道中数量的变迁可以预测肿瘤由良性向恶性转化的发展趋势；粪便或肠道组织中Fn菌的数量增多可以作为肿瘤微生物标志物对结直肠癌患者进行诊断。

益生菌对肠道稳态起重要作用。健康个体肠道的益生菌和条件致病菌保持数量平衡。但当机体内环境变化时，菌群平衡失控。柔嫩梭菌(Faecalibacterium prausnitzii，Fp)菌和双歧杆菌(Bifidobactcrium，Bb)为人类肠道中最重要的益生菌。结直肠癌患者与健康人群相比，表现出明显的以益生菌数量减少为特征的肠道菌群稳态失衡现象。

我们的研究证实了致癌细菌Fn对Fp，Bb等益生菌具有较强的拮抗作用，且结直肠癌患者体内Fn与Fp菌数量呈负相关。基于以上发现，我们选用这三个种属的细菌(Fn、Fp、Bb菌)作为指标菌组合，计算肿瘤致病细菌与益生菌的数量比值并进行综合分析，结果显示Fn/Bb和Fn/Fp比值联合具有良好的诊断结直肠癌(AUC＝0.943)和良性腺瘤(AUC＝0.916)的能力，尤其对区分早期结肠癌(I-II期)与良性腺瘤，诊断能力达AUC＝0.849。表明Fn/Bb+Fn/Fp联合诊断可作为结直肠癌早期诊断的一种非侵入性指标。

发明内容

本发明的目的是提供人粪便样本中指示肠道菌群稳态的标志物性微生物组合及菌群稳态计算方法，并应用于结直肠癌的早期筛查和辅助诊断。