Аннотация:
Ученые обнаружили, что состав бактерий в слюне может скрывать важные признаки смертельной формы рака пищевода. Исследователи из Южной Африки и США разработали прогностическую модель, которая отличает больных раком пищевода от людей без рака путем анализа микроорганизмов в слюне пациентов и объединения ее с технологией машинного обучения. Результаты исследований показывают, что эффект распознавания модели, основанной на микробных характеристиках полости рта, лучше, чем у модели, основанной исключительно на клинической информации и демографических характеристиках. Это исследование дает новые идеи для разработки простых и недорогих вспомогательных инструментов скрининга.
Это исследование было проведено совместно учеными из Института молекулярной биологии Сиднея Бреннера при Университете Витватерсранда в Южной Африке и Колумбийского университета в США. Результаты были опубликованы в журнале Communications Medicine. Заболеванием, на котором сосредоточено исследование, является плоскоклеточный рак пищевода (ESCC), основной тип рака пищевода, который чаще встречается в некоторых частях Восточной и Южной Африки, а также в некоторых районах Китая и Ирана. Ученые уже давно пытаются объяснить, почему болезни концентрируются в определенных географических районах, при этом генетические, экологические и образ жизни факторы, стоящие за этим, до сих пор до конца не изучены.
Существуют некоторые различия между плоскоклеточным раком пищевода и другим типом рака пищевода — аденокарциномой пищевода. Последнее более четко связано с такими факторами, как кислотный рефлюкс и ожирение, тогда как патогенетический механизм первого более сложен, и известных факторов риска недостаточно для объяснения всех случаев. Исследователи отметили, что этот рак может возникнуть и раньше: средний возраст пациентов на момент постановки диагноза составляет около 50 лет, и около 18% пациентов страдают этим заболеванием в возрасте до 40 лет.
Предыдущие исследования показали, что такие факторы, как курение, злоупотребление алкоголем, сельская среда обитания, низкий уровень образования и использование биомассы или других видов домашнего топлива, связаны с риском плоскоклеточного рака пищевода. Однако эти факторы до сих пор не могут полностью объяснить более высокие показатели заболеваемости в некоторых районах, а также то, почему некоторые люди, не имеющие очевидного соответствующего опыта воздействия, также заболевают.
Для поиска новых маркеров заболеваний исследовательская группа обратила внимание на микробиом полости рта — сообщество микроорганизмов, таких как бактерии, которые живут во рту. Исследователи секвенировали бактериальную ДНК в образцах слюны и обнаружили значительные различия в бактериальном составе между пациентами с плоскоклеточным раком пищевода и контрольной группой без рака. Дальнейший анализ показал, что некоторые бактерии были более распространены в слюне пациентов, в том числе Fusobacterium nucleatum. Эта бактерия также ранее привлекала внимание в других исследованиях, связанных с раком.
Затем исследовательская группа использовала данные бактериального секвенирования и методы машинного обучения, чтобы построить прогностическую модель, позволяющую отличать пациентов от контрольной группы. Результаты показали, что включение микробных сигнатур полости рта привело к лучшим различительным возможностям, чем модели, использующие только клиническую и демографическую информацию. Это означает, что бактериальный состав слюны может быть дополнительной информацией к существующим методам оценки риска.
Однако исследователи подчеркнули, что текущие результаты не доказывают, что эти бактерии напрямую вызывают рак пищевода. Другая возможность заключается в том, что изменения в бактериальном составе на самом деле являются результатом рака. Например, по мере постепенного роста опухоли пищевод может сдавливаться, что затрудняет прохождение пищи и влияет на функцию глотания. Эти изменения могут косвенно изменить микробную среду полости рта.
Даже если бактериальные изменения являются просто результатом заболевания, они могут иметь клиническое значение. Непроходимость пищевода обычно развивается постепенно, и изменения в организме могут произойти за некоторое время до того, как пациент обратится в больницу с тяжелыми трудностями глотания. Если бы микробные признаки в слюне могли отражать эти изменения, у врачей была бы возможность раньше выявлять людей, нуждающихся в дальнейшем обследовании, и своевременно назначать эндоскопии.
Поэтому исследователи полагают, что в будущем они могут попытаться разработать инструменты для тестирования слюны или мазков из полости рта, чтобы помочь в выявлении людей, нуждающихся в эндоскопии пищевода, особенно в областях, где медицинских ресурсов недостаточно, а специализированные обследования недоступны. Ожидается, что этот подход снизит стоимость первичного скрининга и поможет системам здравоохранения более рационально распределять ресурсы тестирования. Но нынешняя модель еще не признана зрелым средством раннего выявления рака, и тестирование слюны не может заменить формальные методы диагностики, такие как эндоскопия.
Далее исследовательской группе необходимо проверить надежность модели на независимой выборке. На микробиом полости рта влияют географическая среда, пищевые привычки и другие факторы окружающей среды, поэтому прогностическая модель, созданная в одном регионе, может быть не применима напрямую к другим группам населения. Исследователи планируют и дальше сравнивать пациентов с диагнозом плоскоклеточный рак пищевода, здоровых людей и людей с доброкачественным заболеванием пищевода. Поскольку некоторые доброкачественные заболевания также могут вызывать дисфагию, эти сравнения могут помочь определить, связана ли бактериальная сигнатура с самим раком или она отражает более общие изменения, такие как обструкция пищеводного прохода.
Тем временем исследователи все еще ищут генетические и экологические подсказки, стоящие за этим раком. Одним из направлений исследований является анализ генетических мутаций в опухолевых клетках. Определенные химические вещества, загрязняющие вещества, воздействие дыма или загрязнение воды могут вызывать заметные повреждения ДНК. Анализируя признаки этих мутаций, ученые смогут дополнительно отследить факторы окружающей среды, связанные с заболеванием, и объяснить, почему в определенных регионах уровень заболеваемости особенно высок.
Это исследование все еще находится на исследовательской стадии. Его значение заключается в открытии связи между микробными характеристиками слюны и плоскоклеточным раком пищевода и обеспечивает основу для последующей разработки неинвазивных вспомогательных методов скрининга. Сможет ли он быть преобразован в практический клинический инструмент в будущем, также зависит от независимой популяционной проверки, оценки точности тестов и способности исключить влияние других заболеваний пищевода и факторов окружающей среды. Для этого вида рака, который часто обнаруживается только после прогрессирования заболевания, если тестирование слюны в конечном итоге поможет врачам выявить людей, нуждающихся в дальнейшем обследовании на более раннем этапе, мы надеемся, что это станет более удобным дополнительным методом скрининга заболеваний в районах высокого риска.
Комментарии