13:00 
Изображение предоставлено: BGI Genomics
Исследование было проведено учеными из BGI Genomics в сотрудничестве с Университетом Упсалы, Университетом Умео и Королевским технологическим институтом KTH. Он был опубликован в Nature Communications в начале декабря 2025 года.
Проанализировав почти 1000 образцов колоректального рака, исследователи выявили конкретные микробные закономерности, связанные с расположением опухоли, генетическими особенностями и исходами заболевания. На основе этих закономерностей они также разработали новую систему оценки микробного риска (MRS), предлагающую практический способ преобразования сложных данных о микробиоме в прогностическую информацию.
Эта работа основана на долгосрочном сотрудничестве между BGI Genomics и исследовательской сетью U-CAN в Швеции. Предыдущее исследование той же команды, опубликованное в журнале Nature в прошлом году, установило комплексную геномную структуру колоректального рака с использованием крупномасштабного полногеномного секвенирования и секвенирования транскриптома. Новое исследование расширяет эту концепцию, добавляя важнейшее новое измерение — систематическую характеристику тканевых микробов — обеспечивающее более глубокое понимание сложного биологического ландшафта колоректального рака.
Микробные сообщества различаются слева направо
Одним из наиболее поразительных открытий является то, что анатомическое расположение опухоли оказывает значительное влияние на ее микробиом. Рак, возникающий на правой и левой сторонах толстой кишки, содержит заметно разные микробные сообщества.
В правосторонних опухолях преобладали Firmicutes бактерии, включая такие семейства, как Lachnospiraceae (например, Blautia) и Ruminococcaceae (включая Faecalibacterium). Эти опухоли содержали большое количество бактерий, но демонстрировали более низкое общее микробное разнообразие.
Левосторонние и опухоли прямой кишки, напротив, поддерживали более разнообразные сообщества с более низким обилием бактерий. Эти участки были обогащены такими микробами, как Escherichia coli (E.coli), Akkermansia muciniphila и Porphyromonas видами.
Различия между опухолевыми тканями и близлежащими нормальными тканями были особенно выражены в правой части толстой кишки. Определенные бактерии, связанные с раком, в том числе определенные подвиды Fusobacterium nucleatum, постоянно накапливались в опухолях независимо от их местоположения.
Эти микробные «сигнатуры» были подтверждены на независимых когортах пациентов. Используя модели машинного обучения, исследователи смогли точно предсказать, возникла ли опухоль из правой или левой части толстой кишки, основываясь исключительно на ее микробиоме. Правосторонние микробные профили также были связаны с путями, связанными с гипоксией, что позволяет предположить, что условия с низким содержанием кислорода в опухолях помогают выбирать определенные бактерии, которые, в свою очередь, могут влиять на поведение опухоли.
Микробы изменяют генетику опухоли
Исследование также обнаружило сильную связь между резидентными в опухоли микробами и генетическим ландшафтом колоректального рака.
Опухоли с большим количеством генетических мутаций - более распространены в правой толстой кишке - содержались отдельные микробные сообщества, обогащенные бактериями перорального происхождения. К ним относятся несколько подвидов Fusobacterium nucleatum и микробов, таких как трепонема.
Опухоли с меньшим количеством мутаций демонстрируют другую картину. Эти виды рака чаще встречались E. coli, включая штаммы, несущие геномный островок pks, повреждающий ДНК. Эти бактерии были связаны с определенными мутационными закономерностями и чаще встречались в левосторонних опухолях.
Важно отметить, что исследователи заметили, что микробное разрушение само по себе является определяющим признаком колоректального рака. В зависимости от генетических подтипов опухоли были последовательно обогащены патогенными бактериями по сравнению с прилегающей нормальной тканью. Это говорит о том, что микробный дисбаланс является не просто побочным продуктом генетических изменений, а основным компонентом развития опухоли.
Бактерии указывают на подтип-специфическое поведение опухоли
Когда опухоли были стратифицированы по установленным молекулярным подтипам, прогностическое значение конкретных микробов стало еще яснее.
В опухолях CMS2 - подтипе, чаще встречающемся при левостороннем раке и у более молодых пациентов - высокие уровни из Enterobacteriaceae, особенно pks-положительных E. coli, были тесно связаны с худшей выживаемостью. В этих опухолях также наблюдались признаки повышенной гипоксии.
Напротив, при подтипе CMS4 повышенные уровни Fusobacterium были связаны с худшими исходами. Эти опухоли демонстрировали ослабленный противоопухолевый иммунный ответ, включая снижение активности CD8-положительных Т-клеток.
Эти данные показывают, что воздействие конкретной бактерии зависит от молекулярного подтипа и микроокружения опухоли. Один и тот же микроб может сигнализировать о совершенно разном биологическом поведении в зависимости от того, где и как он действует.
