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Gastroenterology：一种与结直肠癌风险相关的肠道微生物特征有关经验性膳食模式

09月05日

来源：CRC Daily

与结直肠癌风险相关的肠道微生物特征相关的经验性膳食模式

An Empirical Dietary Pattern Associated with the Gut Microbial Features in Relation to Colorectal Cancer Risk

Gastroenterology

PMID：39117122 [IF=25.7]

研究背景

结直肠癌（CRC）是美国癌症死亡的第二大原因。与个别食物或营养素相比，饮食模式能更好地阐明与饮食相关的疾病风险。越来越多的证据表明肠道微生物组在饮食对 CRC 风险的影响中的作用，然而，很难将这些一般饮食模式对 CRC 的影响归因于特定的肠道微生物特征。目前还没有研究调查CRC 相关微生物的饮食模式如何与 CRC 风险相关。

研究方法

研究团队纳入3个美国前瞻性队列（HPFS,NHS,NHSⅡ）数据，每 4 年使用经过验证的半定量食物频率问卷（SFFQ）评估饮食。他们从男性生活方式验证研究（MLVS）中纳入了 307 名男性，从身心研究（MBS）中纳入 212 名女性，其粪便用于结直肠癌微生物饮食评分（CMDS）的开发，以及来自 Micro-N 的 219 名女性，粪便用于验证 CMDS 的宏基因组数据（图1). MLVS/MBS 的参与者在 2 次粪便收集中分别接受1次 SFFQ。并在 MLVS 和 MBS 中对每个参与者的 SFFQ 的食物摄入量进行了平均，以减少测量误差，然后将食物分为 37 个预定义的食物组。研究人员使用了降秩回归分别推导出与 MLVS（男性）和 MBS（女性）中 37 种 CRC 相关微生物相对丰度的加权总和相关的饮食模式。新饮食模式在 Micro-N 中得到验证。然后，他们将性别特异性 CMDS 应用于每个 4 年 SFFQ 随访周期的整体 HPFS、NHS 和 NHS II 队列的参与者（图1），评估 CMDS 与 CRC 风险的关联。为了捕捉长期习惯性消费，他们计算了从之前的 SFFQ 到每个随访周期的 CMDS 的累积平均值。

图1. 试验设计。（A）MLVS 和 MBS 的参与者在 6 个月的研究期间提供了多达 4 个粪便样本，并通过 FFQ 测量饮食摄入量。粪便样本进行宏基因组测序。使用 Thomas 等人报道的 CRC 相关微生物特征18作为降秩回归的结果，得出 37 个食物组的负荷，分别构成男性和女性的 CMDS。然后在 Micro-N 研究中验证了 CMDS。（B）研究人群，用于评估 CMDS 与 CRC 风险之间的关联。他们计算了整个 HPFS、NHS 和 NHS II 队列中总共 289,658 名参与者每 4 年进行一次的每次 FFQ 评估中的 CMDS，同时调整了每 2 年收集一次的相关医疗和生活方式信息。在长达 36 年的随访中，记录了 3854 例 CRC 新发病例，其中 1672 例、1096 例和 1119 例检测了肿瘤组织中的具核梭杆菌、pks+ 大肠杆菌和产肠毒素脆弱拟杆菌（产肠毒素脆弱拟杆菌）

研究结果

CMDS 中正权重最高的食物组是工业加工程度高的食物，包括加工肉类、能量饮料和零食，而负权重最高的食物组是富含纤维的食物，如水果、坚果、深黄色蔬菜和豆类（图 2).CMDS 往往与在 CRC 中富集的菌种呈正相关，与在 CRC 中匮乏的菌种呈负相关;同样，在 CMDS 中具有正权重的食物组往往与富含 CRC 的物种呈正相关，反之亦然（图 3).尽管单个食物组的负载存在性别差异，但当将一种性别衍生的 CMDS 应用于另一种性别或独立队列 Micro-N 时，都发现了高度相关性（MLVS 中的 Spearman r = 0.64，MBS 中的 0.69，Micro-N 中的 0.66，图 2C-E）。此外，男性和女性的CMDS均与Micro-N中的CRC微生物特征显示出合理的相关性(图2F和G)。

图2. 包含 CRC CMDS 的食物组负荷以及男性和女性 CMDS 的验证结果

图 3. 用于男性（A）和女性（B）发生 CRC CMDS 的个体食物组与 CRC 相关微生物之间的 Spearman 相关性。热图上方的条形图显示了Thomas 等人报告的每种微生物与 CRC 风险之间的关联

然后将新发 CMDS 应用于 HPFS 中的男性（中位数0.08，-11.08 至 4.29）和 NHS/NHS II 队列中的女性（中位数，0.02，-9.47 至 6.89）。CMDS 较高的参与者更有可能更年轻，吸烟更多，体重指数更高，体力活动较少，饮酒更多（表 1）。

表1.研究参与者的年龄校正特征

在 3 个队列中，记录了 3854 例 CRC 病例，超过 6,467,378 人年。在调整假定的 CRC 危险因素后，较高的 CMDS 与 CRC 风险增加相关（HRQ5 vs Q1, 1.25;95% CI，1.13–1.39;Ptrend< .001）（表2）男性之间的关联相似（HR Q5 vs Q1, 1.34;95% CI，1.10–1.63;Ptrend= .002）和女性（HR Q5 vs Q1, 1.22;95% CI，1.08–1.39;Ptrend< .001）;并且在癌症亚位点之间也一致（P异质性= .56，表2).

表 2.根据结直肠癌微生物饮食评分的结直肠癌风险比

值得注意的是，在额外调整其他已建立的饮食模式（包括西方饮食、谨慎饮食、EDIP、EDIH 和硫微生物饮食模式）与 HR 后，CMDS 与 CRC 风险的相关性仍然具有统计学意义HRQ5 vs Q1范围为 1.15（95% CI，1.03–1.30;Ptrend= .02）到 1.26 （95% CI，1.13–1.40;Ptrend< .001））。根据这些其他饮食模式，在分层分析中，这种关联似乎也很稳健。

当根据肿瘤组织中的微生物状态检查 CMDS 与 CRC 风险的相关性时，研究观察到 CMDS 与具核梭杆菌（+） CRC （HRQ5 vs Q1, 2.51;95% CI，1.68–3.75;Ptrend< .001），但不是具核梭杆菌（–） CRC （HRQ5 vs Q1, 1.09;95% CI，0.95–1.25;Ptrend= .20;P异质性= .03）。同样，他们发现 pks 大肠杆菌（+） CRC （HRQ5 vs Q1, 1.68;95% CI，0.84–3.38;Ptrend= .005），但不是大肠埃希菌（–） CRC （HRQ5 vs Q1, 1.07;95% CI，0.87–1.33;Ptrend=.59;P异质性= 0.01）。同样，对于产肠毒素脆弱拟杆菌，他们观察到与产肠毒素脆弱拟杆菌（+） CRC （HRQ5 vs Q1, 2.06;95% CI，1.10–3.88;Ptrend=.016），但不使用产肠毒素脆弱拟杆菌（–） CRC （HRQ5 vs Q1, 1.16;95% CI，0.95–1.43;Ptrend= .117），尽管异质性检验具有边际统计学意义（P异质性= .06）（表 3）。当他们更定量地分析组织微生物水平为阴性、低（小于中位数）和高（大于或等于中位数）类别时，Pks 大肠杆菌在各个类别中显示出剂量依赖性 HR（Ptrend< .001），但具核梭杆菌（Ptrend= .093）或产肠毒素脆弱拟杆菌（Ptrend= .051）并没有。当这 3 种微生物被排除在 CMDS 的定义之外时，更新后的 CMDS 与原始 CMDS 保持高度相关性（r > 0.99）。

表 3.根据具核梭杆菌、大肠杆菌和产肠毒素拟杆菌状态的结直肠癌微生物饮食评分，结直肠癌的风险比

讨论与结论

研究发现，与结直肠癌微生物特征相关的经验性膳食模式评分与结直肠癌的风险呈正相关，特别是与具核梭杆菌、pks大肠杆菌以及ETBF阳性的肿瘤相关。

今日评语

这项研究发现CMDS 与 CRC 风险增加相关，尤其是对于组织中可检测到具核梭杆菌、 pks大肠埃希菌和产肠毒素脆弱拟杆菌的肿瘤。这项研究为饮食-微生物组在CRC发展中的相互作用提供了概念验证，将来需要进一步的研究来证实这项发现，并调查基于微生物的饮食方法在CRC预防中的潜力。

致谢

浙江大学公共卫生学院张萌

对以上文章解读做出的贡献

题图来源于网络

【参考文献】

Wang K, Lo CH, Mehta RS, et al. An Empirical Dietary Pattern Associated with the Gut Microbial Features in Relation to Colorectal Cancer Risk. Gastroenterology. Published online August 6, 2024. doi:10.1053/j.gastro.2024.07.040

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排版编辑：肿瘤资讯-Lisa转载