במחקר שפורסם לאחרונה ב-Scientific Reports, חוקרים חקרו באופן השוואתי את המיקרוביום של הריאות של חולים עם מחלות ריאות שפירות וממאירות.
לימוד: חיזוי של סרטן ריאות באמצעות סמנים ביולוגיים חדשים המבוססים על פרופיל מיקרוביום של נוזל שטיפה ברונכואלוואולרי. קרדיט תמונה: SewCreamStudio/Shutterstock.com
רקע כללי
סרטן הריאות הוא מחלה נפוצה הגורמת למקרי מוות גלובליים משמעותיים, וגילוי מוקדם הוא חיוני לשיפור הפרוגנוזה. ביופסיות ריאות חיוניות לאבחון ולטיפול אך הן פולשניות ועלולות לגרום לסיבוכים קשים.
סריקות טומוגרפיה ממוחשבת (CT) אינן יכולות להבחין בין התגבשות דמוית דלקת ריאות לבין סרטן ריאות עם נמק. נעשה שימוש בסמנים ביולוגיים בדם כמו אנטיגן קרצינואמבריוני (CEA) וציטוקרטין 19 אך לא אושרו, מה שמצדיק סמנים ביולוגיים חדשים לאבחון סרטן ריאות וקריטריונים להחלטה בביופסיה.
לגבי המחקר
במחקר הנוכחי, החוקרים השיגו נוזל שטיפה ברונכואלוואולרי (BALF) מאנשים עם סרטן ריאתי או מצבי ריאות אחרים, כולל דלקת ריאות, ברונכיאקטזיס ומחלות ריאה אינטרסטיציאליות, כדי לזהות הבדלים מיקרוביאליים בין סרטן ריאות ומחלות שפירות של הריאות. הם גם הקימו מודל חיזוי של סרטן ריאות.
הצוות כלל 24 חולי סרטן ריאות ו-24 אנשים עם מצבי ריאות שפירים שעברו ברונכוסקופיה בבית החולים האוניברסיטאי הלאומי Chungnam מיוני 2021 עד יוני 2022 לצורך ניתוח.
הם השיגו BALF מנגעי הריאות של המשתתפים. במיוחד, הצוות אסף 3.0 מ"ל של BALF מכל חולה, עשה אותם בצנטריפוגה ב-4.0 מעלות צלזיוס למשך 30 דקות, הוסיף 1.0 מ"ל של חומצה ריבונוקלאית (RNA)/דאוקסיריבונוקלאית (DNA) מגן לדגימות, ואחסן אותן ב-80- מעלות צלזיוס בצינורות מיקרוצנטריפוגה.
החוקרים חילצו DNA מ-BALF שנדגמו מהמשתתפים לביצוע תגובת שרשרת פולימראז (PCR). כדי להעריך את הקשר של מיקרוביום ריאתי עם סרטן ריאתי, הם הכפיפו את הדגימות לרצף 16S ריבוזום RNA (rRNA) וניתוח מטאגנומי.
הם הגדירו דלקת ריאות באמצעות הממצאים הרדיוגרפיים והקליניים שדווחו על ידי רופאי ריאות. הצוות כלל ממאירות של דלקת ריאות וברונכוסקופיה עקב קונסולידציות דמויות מסה, הדורשות בידול מממאירות, וללא אלו עם חשיפה קודמת לגלוקוקורטיקואידים ותרופות אנטי-מיקרוביאליות רחבות-ספקטרום.
הצוות עיצב נתונים טקסונומיים ברמות פילום וסוג והשווה בין הקהילות המיקרוביאליות של חולי דלקת ריאות וסרטן ריאות.
ניתוח הרכב המיקרוביום (ANCOM) חקר את השפע הדיפרנציאלי של חיידקים הקשורים לסרטן ריאתי.
הם ביצעו מודלים אקראי של יער כדי לחזות סרטן ריאות. הם ניהלו את ההכשרה עם 33 מטופלים ובחנו את המודל על 15 מטופלים עם עשרה אימות צולבים.
תוצאות
המחקר מצא הבדלים משמעותיים במגוון מיקרוביאלי אלפא ובטא בין אנשים עם מצבי ריאות שפירים וסרטן ריאתי. חולי סרטן ריאות הראו את הגבוה ביותר Firmicutes שפע (33%), בעוד Bacteroidetes היו נפוצים ביותר במצבי ריאות שפירים (31%).
המיקרוביומים של BALF בסרטן הריאה הראו גיוון אלפא גבוה, עם אחידות גבוהה יותר שנצפה במדד שאנון ותכונות בדגימות סרטן ריאתי בהשוואה למצבי ריאות שפירים.
ה Firmicutes/Bacteroidetes יחס (F/B) היה גבוה יותר בחולי סרטן ריאתי מאשר באנשים עם מצב ריאתי שפיר. כל המשתתפים הכילו אקטינובקטריה, Fusobacteriaו פרוטאובקטריה בתוך הריאות שלהם.
טקסון המיקרוביוטה הנפוץ ביותר היה unclassified_SAR202_clade, השייך ל- כלורופלקסי מַעֲרָכָה.
המודל הבחין במדויק בין אנשים עם מצבי ריאה שפירים מאלה עם סרטן ריאתי (מיקרו-אזור מתחת לעקומת המאפיין ההפעלה של המקלט (AUC) של 0.98 ומקרו-AUC של 0.99), מה שמצביע על כך שהמיקרוביום BALF עשוי להיות סמן ביולוגי חדש לסרטן ריאות איתור.
הגיל הממוצע של המשתתפים היה 66 שנים, כאשר 77% היו גברים. מדד מסת הגוף הממוצע (BMI) היה 22 ק"ג/מ"ר2. לרוב החולים היה סרטן ריאות בשלב III או IV. תת-סוגים היסטוכימיים כללו אדנוקרצינומה (29%), קרצינומה של תאי קשקש (54%) וקרצינומה של תאים קטנים (17%).
בקרב המטופלים, 29% הראו ביטוי מוגבר של ליגנד תא מתוכנת 1 (PD-L1), בעוד 58% הראו ביטוי זניח של PD-L1.
רוב האנשים עם מצבי ריאות שפירים סבלו מדלקת ריאות (46%), בעיקר מהסוג הנמוך, נרכש בקהילה, שטופלו במרפאות חוץ.
Prevotella_7 השפע היה הגבוה ביותר בחולי מחלת ריאות שפירה (15%), בעוד סטרפטוקוקוס השפע היה הגבוה ביותר בחולי סרטן ריאתי (13%). סטרפטוקוקוס תרם הכי הרבה לגיוון בטא בקרב אנשים עם מצבי ריאות שפירים וסרטן ריאתי.
הצוות הבחין במגוון האלפא הנמוך ביותר בנוזל שטיפה ברונכואלוואולרי שנדגמו מחולי דלקת ריאות בהשוואה לאלו עם מצבי ריאות אחרים מסוג שפיר וסרטן ריאתי.
הקלייד הגנטי SAR202 השייך ל- כלורופלקסי phylum היה הנפוץ ביותר בחולי סרטן ריאתי, עם ספירה מוגברת של רוב המיקרוביוטות, כולל כלורופלקסוס, Sva0996_marine קבוצה, ו Dadabacterialesבהשוואה לאנשים עם מחלות ריאות שפירות.
סיכום
בסך הכל, ממצאי המחקר הראו מגוון מיקרוביאלי גבוה יותר במיקרוביומים של חולי סרטן ריאתי מאשר אצל אנשים עם מצבים ריאתיים שפירים.
Firmicutes היו המינים החיידקיים המועשרים ביותר בחולי סרטן ריאות, בעוד שאנשים עם מחלות ריאות שפירות הראו את הגבוה ביותר Bacteroidetes שפע.
הקלייד הגנטי SAR202 מבית כלורופלקסי phylum היה גבוה משמעותית בחולי סרטן ריאתי.
חיזוי למידת מכונה באמצעות מאפיינים של מיקרוביום BALF הבדילו את סרטן הריאות ממחלות שפירות, מה שמצביע על כך שהמיקרוביום BALF עשוי להיות סמן ביולוגי חדש לגילוי סרטן ריאות.
