摘要
背景与目的： 肝细胞癌（hepatocellularcarcinoma，HCC）是肝脏恶性肿瘤的主要病理类型，约占原发性肝癌（primarylivercancer，PLC）的85%，全球每年肝癌相关死亡人数约为78万，是死亡率第四的恶性肿瘤，对人类健康构成了重大威胁。HCC在世界范围内的广泛分布主要归因于乙型肝炎病毒(hepatitisvirusB，HBV)持续感染诱导的肝硬化（livercirrhosis，LC）的流行。尤其是在中国，慢性HBV相关肝硬化背景下，HCC发病率可达3%~6%，是HCC的主要病因。HBV除了可以直接激活致癌基因促进HCC发生，还可以通过免疫系统介导的肝细胞损伤，间接造成肝脏持续炎症状态、纤维化以及肝硬化的发生，从而增加HCC的发生风险，但其中具体机制尚未完全阐明。近年来，多项研究表明，肠道微生态在小鼠肝硬化及HCC的疾病进程中扮演了重要角色，与HCC的发生发展有着密切关系，进而，结果显示可通过肠道微生态对小鼠HCC实施干预治疗。但临床上关于HCC患者的肠道微生态特征及与癌症发生发展的关系的研究较少，基于此，我们利用最新的宏基因组测序技术，比较正常人、HBV相关肝硬化（以下称肝硬化）患者以及HBV相关肝硬化HCC（以下称HCC）患者的肠道微生态表达谱特点及特征性功能改变，寻找在正常人、肝硬化、HCC这一疾病进程中可能起关键作用的核心微生物成员，以及潜在的功能通路。为揭示基于肠道微生态特征的HCC发生发展机制以及早期诊断和干预提供新的潜在生物靶标，也为后期相关微生物干预治疗提供新的理论依据。 方法： 自2019年12月至2020年10月，严格按照预先设定的纳入及排除标准，收集就诊于江苏省苏北人民医院的健康体检者的粪便标本，以及就诊于肝胆胰中心的肝硬化、HCC患者粪便标本，共18例。健康体检者（NG组）、肝硬化患者（LC组）、HCC患者（HCC组）各6例。分别对三组粪便样本进行宏基因组学测序，比较三组之间肠道微生态表达谱特征以及所涉及的相关生物学功能的改变。 结果： 1.肠道微生态多样性方面：α多样性：与NG组相比，LC组、HCC组肠道微生态丰富度均显著降低（Plt;0.05）；HCC组与LC组相比，肠道微生态多样性及丰富度无显著差异。β多样性：主坐标分析（principalco-ordinatesanalysis，PCoA）及置换多元方差分析（Adonis）显示三组样本分离趋势明显（Plt;0.05），各组肠道微生态组成及结构有明显差异。 2.物种注释结果表明：在种水平三组共鉴定出物种1316个，NG组中共鉴定出物种1298个，LC组中共鉴定出物种1237个，HCC组中共鉴定出物种1267个。功能注释结果表明：三组共注释出代谢通路3690个，NG组注释出3409个代谢通路，LC组注释出3269个代谢通路，HCC组注释出3377个代谢通路。 3.三组所有样本优势菌门（相对丰度gt;1%）为拟杆菌门、厚壁菌门、变形菌门、放线菌门。优势菌科有：拟杆菌科、毛螺菌科、瘤胃菌科、坦纳菌科、理岩菌科、普雷沃氏菌科、臭杆菌科等。拟杆菌属、副拟杆菌属、粪杆菌属、另枝菌属、普雷沃氏菌属、罗斯氏菌属等菌属在所有样本中属于优势菌属；拟杆菌、粪杆菌、罗斯氏菌、毛螺菌、副拟杆菌、另枝菌、梭菌等菌种在所有样本中属于优势菌种。 4.物种差异分析显示：拟杆菌门丰度在HCC组和LC组较高；黏胶球形菌门、产金菌门在NG组丰度较高；HCC组和LC组在门水平未见有统计学差异的菌门；厚壁菌门/拟杆菌门比值上，HCC组与LC组该比值低于NG组。三组在属分类水平具有统计学差异的物种有113种，HCC组和LC组拟杆菌属丰度相较NG组显著升高，HCC组动弯杆菌属丰度高于其他两组，LC组Niabella（隶属拟杆菌门）高于其他两组；种分类水平具有统计学差异的物种有106种，HCC组和LC组拟杆菌丰度相较NG组显著升高，HCC组动弯杆菌丰度高于其他两组，LC组Niabella菌、Marinitoga菌高于其他两组（Plt;0.05）。 5.线性判别分析及影响因子（LineardiscriminantanalysisEffectSize，LEfSe）分析表明HCC组中的关键菌群集中于肠球菌科；LC组中关键菌群集中于拟杆菌科；NG组关键菌群集中于韦荣氏菌目、脱硫弧菌目、小杆菌属等（Plt;0.05）。 6.Level2水平显示三组菌群优势功能集中于蛋白质家族的信号转导、细胞过程、遗传信息处理等功能，以及碳水化合物、氨基酸、维生素和共因子等营养物质代谢。差异分析表明分别与LC组及NG组相比，HCC组分别有4种和3种通路处于高水平；与HCC组及NG组相比，LC组分别有6种和10种处于高水平（Plt;0.05）。 结论： 1.HCC疾病进展过程中肠道微生态多样性显著下降，微生态整体结构和群落组成发生紊乱，表现为条件致病菌：拟杆菌属、肠球菌属的相对高丰度。 2.HCC患者的肠道菌群功能代谢发生了特征性改变，涉及组氨酸代谢、甘油酯代谢增强、丁酸代谢、细胞粘附分子代谢下降等。 3.肠道微生态紊乱与HCC的发生发展有着紧密联系，持续性的肝脏炎症反应可能是其潜在机制，但仍需进一步验证。提示HCC疾病进程中不同阶段的微生态特征将有助于我们扩大并加深对HCC的理解程度，为后续的研究指明了新方向，可作为HCC的潜在生物靶标以及为临床早期诊断和治疗提供了新的理论依据。
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