用于结直肠癌（CRC）筛查的粪便检查在检测早期肿瘤或癌前病变方面的准确性有限。来自意大利都灵FPO IRCCS Candiolo 癌症研究所的研究人员进行了粪便、组织和血浆细胞外囊泡miRNA测序，全面评估了粪便miRNA谱的表达特征作为非侵入性结直肠癌诊断的生物标志物。相关内容以“A fecal miRNA signature by small RNA sequencing accurately distinguishes colorectal cancers: results from a multicentric study”为题于5月30日在线发表在国际消化系统疾病领域的顶级学术期刊Gastroenterology杂志上。
结直肠癌（CRC）是全球第三大常见癌症，每年约有180万例新诊断病例。尽管早期肿瘤可以得到有效治疗，但结直肠癌仍然是癌症相关死亡的第二大原因，2018年有90万人死亡。因此，早期发现临床前癌症或前驱病变，可能大大增加成功治疗和治愈的机会。近30年里，结直肠癌的流行病学、病因学、分子生物学和各种临床方面的研究数量急剧增加。大多数欧洲国家已经实施了基于无创性粪便潜血检测的CRC筛查方案，主要是粪便免疫化学检测（FIT）。FIT可以识别CRC和晚期良性瘤概率较高的受试者，但识别晚期结直肠腺瘤（AA）的敏感性有限。结肠镜检查也可用于筛查，可检测癌症和癌前病变，但既麻烦又具有侵入性，而且成本高昂。尽管基于FIT的筛查项目在检测癌前生长和提供早期诊断方面无疑是有效的，并成功地减少了结直肠癌的负担，但根据FIT结果接受结肠镜检查的个体中，只有约5%的人最终会出现显著病变（CRC或AA），粪便检查的特异性相对较低，导致大量假阳性和相当多不必要的结肠镜检查。寻找新的非侵入性可检测的粪便分子生物标志物，用于帮助筛查结肠镜检查对象，减少卫生系统在检查次数方面的成本，并减少患者的风险和不适。考虑到分子之间隐藏的相互作用和患者特异性的临床记忆特征，确定可靠的生物标志物并非易事。然而，机器学习（ML）算法已经被定义为揭示能够准确区分受试者群体的重要特征，特别是，ML方法可以识别新的分子生物标志物特征来改善早期CRC诊断。粪便样本中小非编码RNA的分析在大规模临床研究中得到应用，提供了良好的生物学和分析原理。肿瘤分泌的小非编码RNA直接且持续地释放到肠道中，RNA谱可能随着结直肠癌和癌前病变的存在而改变。此外，小非编码RNA，如microRNAs （miRNAs），非常稳定，能够在粪便中准确检测，而无需特殊要求。miRNA是替代组织和生物液体中合适的生物标志物，因为它们的水平在特定病理状态、存在前驱病变和CRC发展中发生改变。此外，特定的粪便miRNA改变与肠道微生物组组成有关，并被认为是CRC的非侵入性生物标志物。目前，基于小RNA测序（small RNA- seq）的综合miRNA分析主要是在肿瘤组织或血浆中进行。相比之下，对粪便样本的研究调查了很少与CRC相关的miRNA，通常是在小队列中，没有考虑到miRNA的人口统计学特征。在这方面，对整个粪便miRNA的研究表明，不同的生活方式和饮食习惯可能会严重影响特定的miRNA水平。此外，粪便miRNA谱与患者临床病理特征（如特定的CRC分期、癌前病变或其他胃肠道疾病）相关的证据有限，除了在几种疾病中报道的miR-21-5p的多向性失调。因此，目前缺乏通过对多个人群进行综合粪便miRNA组学分析得出的CRC检测的miRNA特征。
在这项研究中，研究人员对收集的一系列标本进行了1273次小RNA测序实验。在横断面研究中，对来自意大利和捷克队列的粪便样本（155例结直肠癌，87例腺瘤，96例其他肠道疾病，141例结肠镜阴性对照）的miRNA谱进行了研究。通过机器学习策略定义了癌症检测的预测性miRNA特征，并在来自141名CRC和80名健康志愿者的额外粪便样本中进行了验证，比较了132例肿瘤/腺瘤伴邻近粘膜、210例血浆细胞外囊泡样本和185例FIT剩余样本的miRNA谱。结果显示，两组CRC患者粪便中有25种miRNA水平改变（P< 0.05）。其中，miR-1246和miR-4488在血浆细胞外囊泡中和粪便中出现了一致性显著失调。包括miR-149-3p、miR-607-5p、miR-1246、miR-4488和miR-6777-5p在内的五种miRNA特征将患者与对照组区分开来（AUC=0.86, 95% CI=0.79-0.94），并在独立队列中得到验证（AUC=0.96, 95% CI=0.92-1.00）。该特征将对照组从低/高分期肿瘤和晚期腺瘤中区分出来（AUC=0.82, 95% CI=0.71-0.97）。组织miRNA谱反映了粪便样本的miRNA谱，而不同胃肠道疾病的粪便谱突出了CRC中特异性失调的miRNA。FIT剩余样品中的miRNA谱与保存缓冲液中收集的粪便的miRNA谱具有良好的相关性，并且在腺瘤或CRC患者中可以检测到它们的改变。这项多中心研究旨在通过粪便样本中的深度测序miRNA谱来探索CRC患者与对照组的最佳特征，并区分结直肠腺瘤或其他胃肠道疾病。这种综合的粪便miRNA谱分析确定了一个准确区分CRC的特征，旨在改善非侵入性诊断和筛查策略。参考文献：A fecal miRNA signature by small RNA sequencing accurately distinguishes colorectal cancers: results from a multicentric study. Gastroenterology. 2023 May 30:S0016-5085(23)00811-9.
