“只漱一次口就能捕捉癌症信号”……韩国研究团队开发惊人技术[读懂科学]
延世大学等研究团队量化口腔微生物向肠道迁移……癌症患者中明显增多
分析507人并验证海外2031份样本……有望实现无创癌症筛查
一项仅需漱一次口即可发现胃癌和大肠癌信号的新型诊断方法被开发出来。该方法利用了这样一个事实：健康状态下难以进入并定植于肠道的口腔微生物，在癌症患者体内会有更多迁移至肠道。研究团队成功将这类微生物的“异常迁移”量化，用于识别癌症。
韩国研究财团21日表示，由延世大学系统生物学系教授Kim Jihyeon、博士Jang Raekeun、延世大学公共卫生研究生院教授Ji Sunha、延世大学医学院教授Lee Yongchan和Kim Taeil，以及忠南大学教授Heo Jiwon等组成的联合研究团队，开发出“口腔—粪便微生物迁移指数”，并提出了利用该指数判别胃癌和大肠癌的微生物组诊断策略。
利用从口腔向肠道迁移的微生物信息制定胃癌、大肠癌诊断策略。研究团队分析健康人及胃癌、大肠癌患者的口腔和粪便微生物，开发出“口腔—粪便微生物迁移指数（MF指数）”。癌症患者的MF指数高于健康人，且迁移模式因癌症类型和分期而异。基于该指数的机器学习模型仅凭口腔或粪便样本即可区分胃癌、大肠癌患者，且在外部临床队列中复现了相同性能。研究团队供图
View original image研究成果于当天在线发表于宿主与微生物相互作用领域国际学术期刊《Cell Host & Microbe》。相关技术也已申请专利。
人每天约吞咽1升唾液。在这一过程中，约有1万亿个口腔微生物也会流入消化道。然而，健康人的胃肠道具有强胃酸和免疫系统两道防线，口腔微生物难以抵达肠道并定植。因此，口腔和肠道的微生物生态系统通常存在明显区别。
研究团队注意到，发生癌症等疾病时，这道“微生物屏障”可能出现变化。团队认为，若测量从口腔迁移至肠道的微生物数量，便可捕捉到疾病信号。
患癌后崩塌的“口腔—肠道微生物屏障”
研究团队从到访世福兰斯医院及世福兰斯健康体检中心的健康人、代谢性疾病患者以及胃癌、大肠直肠癌患者等507人中，同时采集并分析了1010份口腔和粪便样本。团队追踪在口腔和粪便中同时发现的微生物基因序列变异，计算粪便微生物中可能源自口腔的微生物占比，并据此建立“口腔—粪便微生物迁移指数”。
分析结果显示，胃癌和大肠癌患者的迁移指数在统计学上显著高于健康人。即使纳入饮酒、运动、体质指数等可能影响微生物生态系统的因素后，差异仍然明显。
微生物的迁移模式也随癌症类型和进展阶段而不同。研究团队表示，从口腔迁移至肠道的微生物特征，除可用于判断是否患癌外，还有望成为评估癌症进展程度的指标。
研究团队还利用名为“随机森林”的人工智能分析方法，构建了区分胃癌和大肠癌患者的模型。团队不仅在韩国患者群体中验证模型性能，还利用全球7个外部临床队列的2031份样本进行了验证，以确认癌症相关微生物信号能否在不同国家和人群中得到复现。
尤其是，即使不使用粪便、仅采用口腔样本，也能捕捉到与癌症相关的信号。这显示出未来可通过漱口采样这一简便方式开展胃癌和大肠癌筛查的可能性。
开发利用口腔—肠道轴微生物组判别消化系统癌症模型的延世大学Signature研究团队。经AI辅助生成的图片。从左起为忠南大学教授Heo Jiwon、延世大学博士后研究员Jang Raekeun、延世大学教授Kim Jihyeon、延世大学医学院教授Lee Yongchan、延世大学医学院教授Kim Taeil、延世大学教授Ji Sunha。延世大学供图
View original image敏感度高于粪便潜血检查……商业化仍需进一步验证
研究团队还将该方法的性能与目前大肠癌具有代表性的一线筛查方法——粪便潜血检查进行了比较。结果显示，此次微生物组模型在将实际癌症患者识别为癌症患者的“敏感度”方面表现更优。
不过，这项研究并不意味着仅靠漱口便可立即确诊胃癌或大肠癌。若要应用于实际健康体检，还需通过规模更大的前瞻性临床试验，验证准确性以及假阳性、假阴性的可能性，并确认其应如何与现有胃镜、大肠镜或粪便潜血检查等手段结合。目前，该技术更接近于一种可便捷筛选出需接受检查的高风险人群的非侵入性“筛查”候选技术。
Kim教授表示：“仅通过简单漱口便能确认癌症相关信号，对降低癌症筛查门槛具有重要意义。未来将结合遗传信息和临床信息，进一步发展为个性化疾病风险预测模型。”
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