Lancet Microbe | 细菌毒素揭示潜在癌症靶点

来自赫尔辛基大学 WellcomeSanger 研究所的研究人员及其合作者调查了结直肠癌、膀胱癌和前列腺癌发病率的差异,并将这些数据与全球大肠杆菌菌株的数据进行了比较。他们重点研究了两种大肠杆菌菌株,这两种菌株产生一种被称为 colibactin (大肠杆菌产生的一种毒素)的物质,这种物质之前被认为是结直肠癌的危险因素。研究结果表明,针对这些菌株进行治疗或接种疫苗可能有助于降低患结直肠癌、膀胱癌和前列腺癌的风险。

他们的研究结果发表在《 LancetMicrobe 》杂志上的一篇题为“ Geographical variation in the incidence ofcolorectal cancer andurinary tract cancer is associated with populationexposure tocolibactin-producing Escherichia coli ”的文章中。

大肠杆菌是一种常见于人类肠道的细菌。大多数大肠杆菌菌株是无害的;然而,如果细菌由于免疫系统减弱而进入血液,就会引起轻度至危及生命的感染。

pks+E 大肠杆菌和癌症类型地方性的地理差异与 colibactin 突变特征有关

产生 colibactin 的能力是有些大肠杆菌的罕见特征,主要只存在于两种估计至少有 300 年历史的菌株中。因此,针对这两种菌株的干预措施,如疫苗或益生菌,可以防止这些菌株的传播,从而降低癌症风险。

影响结肠和泌尿道 pks 岛基因转录的生态条件

包括该团队在内的研究人员一直在使用基因组监测来追踪不同国家的不同大肠杆菌菌株,包括英国、挪威、巴基斯坦和孟加拉国。这使他们能够确定导致某些菌株传播的因素,并强调阻止导致疾病的菌株传播的新方法。

2020 年,研究发现 colibactin 会导致人体细胞 DNA 断裂。研究小组还在结直肠癌患者的肿瘤样本中发现了 colibactin 造成损伤的证据。

初步证据表明,产生 colibactin 的大肠杆菌菌株也在尿路癌症(如膀胱癌和前列腺癌)的进展中发挥作用,因为这是大肠杆菌感染的常见部位。

在这项研究中,研究人员将癌症发病率与大肠杆菌的基因组监测数据进行了比较。他们发现,产生 colibactin 的两种大肠杆菌菌株出现在工业化国家,这些国家的肠癌、膀胱癌和前列腺癌发病率也较高。

研究小组假设,癌症发病率的地理差异受到人群接触这两种大肠杆菌菌株水平不同的影响。研究人员强调,需要进一步的大规模研究,包括广泛的肿瘤取样,以阐明 colibactin 在癌症中的作用。

该研究的第一作者、来自赫尔辛基大学和 WellcomeSanger 研究所的 TommiMäklin 博士说:“大肠杆菌可以在世界各地以多种不同的形式存在,了解这种细菌的菌株如何以不同的方式影响人类,可以让我们更全面地了解健康和疾病。获取一个地区发现的菌株的全球基因组数据可以揭示新的趋势和可能性,例如工业化国家的菌株可能与某些癌症的风险有关。我们还需要继续确保世界各国和地区都被纳入基因组监测研究,以便每个人都能从新的发现中受益。”

来自 WellcomeSanger 研究所的资深作者 TrevorLawley 博士说:“我们的肠道中含有许多不同类型的细菌,其中大多数是无害的,包括一些大肠杆菌菌株。由于不是所有的细菌菌株都能同时在你的肠道中生存,它们必须争夺空间和资源。未来,有可能开发出治疗性益生菌,帮助取代有害的细菌菌株,比如释放 colibactin 的菌株。更多地了解大肠杆菌和癌症风险之间的相互作用,突显了我们的微生物组对我们健康的影响,如果我们想与身体合作帮助对抗某些疾病,这是一条重要的探索途径。”

来自 WellcomeSanger 研究所、奥斯陆大学和赫尔辛基大学的资深作者 JukkaCorander 教授说:“过去五年来,我们一直在使用大规模基因组学来追踪多个国家的大肠杆菌菌株,使用的数据可以追溯到 21 世纪初。这让我们开始看到两种大肠杆菌菌株和癌症发病率之间可能存在的联系。科学不是一项独立的努力,通过与癌症和微生物组专家的合作,我们希望,未来这项工作可能会带来根除产生 colibactin 的大肠杆菌菌株的新方法。针对这些大肠杆菌菌株的疫苗或其他干预措施可能会带来巨大的公共卫生效益。比如减轻感染负担,减少对抗生素的需求,以及降低可能与 colibactin 接触有关的癌症风险。”

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