白血病抑制因子会促进人类胆管病变,而抑制该因子可改善Abcb4?/?小鼠的胆汁淤积症状
《Hepatology Communications》:Leukemia inhibitory factor promotes human cholangiopathies, and its inhibition improves cholestasis in Abcb4?/? mice
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时间:2025年10月04日
来源:Hepatology Communications 4.6
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胆管癌诊断中多组学分析发现胆汁微生物组与代谢组特征可区分良恶性胆道狭窄,并验证其用于不确定狭窄和PSC患者早期筛查的潜力。
胆道癌(Cholangiocarcinoma,简称CCA)是一种具有高度侵袭性且预后较差的恶性肿瘤,其5年生存率仅约为10%。这种疾病通常发生在胆道受慢性炎症影响的区域,如原发性硬化性胆管炎(Primary Sclerosing Cholangitis,简称PSC)患者。尽管近年来在胰胆内镜技术方面取得了进展,但CCA的诊断仍然面临诸多挑战,尤其是在 hilar 和 extrahepatic 区域的病变中,70%的患者在就诊时已经处于晚期。目前,临床主要依赖内镜逆行胰胆管造影术(Endoscopic Retrograde Cholangiopancreatography,简称ERCP)进行刷片细胞学检查,但这种方法对恶性病变的敏感性仅在35%至48%之间。此外,对于“不确定性狭窄”(indeterminate strictures)的诊断仍然困难,往往需要多次侵入性检查才能确定其性质。因此,开发更精确、非侵入性的诊断工具成为迫切需求。
近年来,研究者逐渐认识到肠道微生物群在人类肝胆恶性肿瘤中的重要性。多项研究表明,PSC患者的胆汁样本中存在独特的微生物群落,这提示了微生物组在胆道疾病中的潜在作用。同时,代谢组学作为分析细胞、体液和组织代谢特征的新兴技术,也显示出在癌症早期检测和生物标志物识别方面的应用前景。癌症代谢研究显示,肿瘤发生与特定的细胞和细胞外代谢改变密切相关,因此,胆道微生物和代谢物的变化可能成为早期识别胆道上皮异型增生及向CCA进展的生物标志物。
本研究旨在通过多组学方法(包括微生物组分析、代谢组学和胆汁酸(Bile Acids,简称BAs)定量分析)来识别与CCA相关的胆汁来源生物标志物,以提高诊断的准确性和敏感性。我们收集了接受ERCP治疗的患者胆汁样本,这些患者因胆道阻塞、疑似恶性狭窄或良性胆道疾病而就诊。通过16S rRNA测序分析胆汁微生物组成,利用非靶向质谱分析代谢物特征,并对胆汁酸进行定量分析,以识别与CCA相关的微生物和代谢物标志物。
研究结果表明,多组学分析揭示了CCA、良性胆道疾病(Benign Biliary Disease,简称BBD)和PSC患者之间显著不同的微生物和代谢物特征。我们从中筛选出3个代谢物标志物和4个微生物标志物,能够准确区分CCA与其他两种疾病。此外,通过验证这些标志物在“不确定狭窄”和PSC患者中的表现,我们发现这些多组学胆汁诊断面板在预测恶性狭窄方面具有显著优势,其准确率超过了传统细胞学方法。
具体而言,我们发现CCA患者的胆汁中,某些代谢物如3/7-甲基鸟嘌呤、丁酸和牛磺去氧胆酸(TUDCA)的水平显著升高,而其他代谢物如半胱硫醚和谷氨酰胺则显著降低。同时,微生物组分析显示,一些特定的菌属如Stomatobaculum、Peptostreptococcus和Leptotrichia在CCA患者中表现出显著的丰度差异。这些微生物和代谢物标志物的组合能够显著提高诊断的准确率,特别是在区分CCA与BBD或PSC方面。
在胆汁酸分析中,我们发现CCA患者的胆汁酸浓度整体较低,尤其是初级胆汁酸如胆酸(CA)和鹅去氧胆酸(CDCA)的浓度明显低于BBD和PSC患者。此外,CCA患者的胆汁中,某些次级胆汁酸如石胆酸(LCA)的浓度显著升高,而其他胆汁酸如去氧胆酸(DCA)和熊去氧胆酸(UDCA)的浓度则无明显差异。值得注意的是,当我们排除了使用UDCA的患者后,一些差异仍然存在,但部分显著性被削弱,这提示了胆汁酸在CCA诊断中的潜在作用,但也强调了其他因素对胆汁成分的影响。
通过构建诊断模型,我们发现结合微生物、代谢物和胆汁酸标志物的多组学诊断面板在预测CCA方面表现出色。例如,对于CCA与BBD的区分,一个包含3/7-甲基鸟嘌呤、丁酸和CDCA的三标志物模型具有高达99.3%的准确率(AUC值)。同样,对于CCA与PSC的区分,包含3/7-甲基鸟嘌呤、CDCA、丁酸和Peptostreptococcus的四标志物模型表现最佳,其AUC值接近1。这些结果表明,多组学胆汁诊断面板在识别胆道恶性狭窄方面具有显著优势。
在验证阶段,我们对12名“不确定狭窄”患者和8名PSC患者的胆汁样本进行了分析。对于“不确定狭窄”患者,我们的三标志物模型能够准确预测所有5名恶性狭窄患者和7名良性狭窄患者。值得注意的是,有一名患者最初被怀疑为CCA,但最终被诊断为转移性直肠癌,其胆汁样本的三标志物模型结果也显示出高度阳性。而对于PSC患者,我们发现只有包含3/7-甲基鸟嘌呤、CDCA和Peptostreptococcus的三标志物模型能够准确识别其中的恶性病例,而其他模型仅能识别部分患者。
这些发现不仅表明多组学胆汁诊断面板在CCA早期识别中的潜力,还揭示了其在PSC患者中的应用价值。当前,对于PSC患者的胆道恶性病变筛查,常用的影像学和血清肿瘤标志物方法效果有限,尤其是对于“主导狭窄”(dominant strictures)的评估。我们的研究结果表明,基于胆汁的多组学诊断工具能够提供更精确的评估,有助于实现早期干预和改善患者预后。
在实际应用中,这种诊断工具无需获取大量组织样本,仅需胆汁液即可完成分析,这在胆道狭窄患者中具有重要优势。尤其是在获取足够组织样本困难的情况下,如“不确定狭窄”患者,该方法可以有效降低诊断的不确定性,减少不必要的侵入性检查。此外,由于其非侵入性特点,该方法可以更广泛地应用于临床实践,提高诊断效率并降低患者的不适感。
综上所述,本研究开发的基于胆汁的多组学诊断面板为CCA的早期识别和PSC患者的癌症监测提供了新的工具。这些标志物和模型的结合不仅提高了诊断的准确性和敏感性,还为临床提供了一种快速、便捷的解决方案,有助于改善胆道恶性病变的诊断现状。未来,随着技术的进一步发展和临床验证的深入,这些方法有望成为内镜评估胆道狭窄的重要补充,推动精准医学在胆道疾病诊断中的应用。
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