Микробиом легких можно использовать как биомаркер рецидива рака

Рак легких остается одной из ведущих причин смерти в мире. Наиболее распространенный тип заболевания, немелкоклеточный рак легкого, включает в себя два подтипа — аденокарциному и плоскоклеточный рак легких. Ранее уже была показана связь микробиома легких с риском развития рака. Так, абнормальная микробиота провоцирует развитие воспаления в легких и повышает риск появления опухоли. В новой работе ученые из США показали связь состава микробиома легких с риском рецидива рака.

Авторы изучили образцы, полученные от 46 пациентов со средним возрастом 70 лет. Время наблюдения за пациентами составило от 0,2 до 12,2 лет с медианой 4,8 года. За время наблюдения у 43% людей произошел рецидив опухоли, у 9% развилась новая первичная опухоль. Образцы тканей рака были получены от 39 пациентов, здоровых тканей — от 41 пациента. Оба образца были получены от 34 пациентов. Половину наблюдаемых опухолей составила аденокарцинома, половину — плоскоклеточный рак легких.

Разнообразие микробиома оценивалось при помощи секвенирования 16S рРНК. Ученые обнаружили, что бактериальный состав образцов здорового легкого и раковых тканей, полученных от одного пациента, были ближе друг к другу, чем состав образцов того же класса, полученных от разных пациентов.

Ученые оценили альфа- и бета-разнообразие микробиома (разнообразие внутри и между образцами). Более высокое общее разнообразие микробиоты опухоли было ассоциировано с лучшей выживаемостью без заболеваний (disease-free survival, DFS — отсутствие как рецидивов, так и новых первичных опухолей), но не с выживаемостью без рецидивов (recurrence-free survival, RFS) или общей выживаемостью (overall survival, OS). Разнообразие микробиоты здоровых тканей не было ассоциировано ни с одним из параметров выживаемости.

Далее ученые выявили таксоны бактерий, ассоциированные с риском развития рецидивов и новых первичных опухолей. Также они показали ассоциацию ряда таксонов с DFS, RFS и OS. Из них связь порядков Bacteroidales и Clostridiales в здоровых тканях с худшими прогнозами выживаемости была верифицирована на данных, полученных учеными в предыдущих исследованиях.

Авторы выяснили, какие метаболические пути бактерий влияют на риск развития рака. Они обнаружили пять метаболических путей в здоровых тканях, ассоциированных с лучшим прогнозом RFS и семь путей, ассоциированных с худшим прогнозом OS.

Исследователи также анализировали экспрессию генов пациента и обнаружили связь экспрессии четырех генов — IFITM2, TAP1, TAPBP, и CSF2RB — с лучшей выживаемостью. Все четыре гена были связаны с функционированием главного комплекса гистосовместимости первого класса.

Наконец, на основании данных от 37 пациентов ученые построили компьютерную модель, учитывающую численность бактерий порядков Bacteroidales и Clostridiales, а также экспрессию указанных выше генов для прогнозирования выживаемости пациентов с раком легких. Тесты показали, что модель, учитывающая оба параметра, показывает лучшую предсказательную способность, чем модель, учитывающая только классические маркеры риска (возраст, пол и т.д.) на промежутке от 1 до 5 лет.

По словам авторов, новое исследование показало, что численность Bacteroidales и Clostridiales — перспективный биомаркер риска рецидива рака легких, однако необходимы дополнительные исследования на большем количестве пациентов.

Микробиом легких регулирует аутоиммунные процессы в нервной системе