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研究背景人体肠道黏膜中定植着约1014不同种群的微生物。人类胃肠道(gastrointestinal tract,GIT)中的细菌总基因组超过宿主的100倍。胃癌是消化系统最具危害性的疾病之一,有着发病率高,预后差的特点。目前临床上尚缺乏胃癌诊断灵敏特异的肿瘤标志物,胃癌的确诊很大程度的依赖于胃镜的检测,而胃镜的侵入性操作造成检测率低,患者确诊的时候往往已经是疾病晚期。以往研究的较多的是肠道菌群失调与结直肠癌的关系,而对于胃癌与肠道菌群关系的研究相对较少。故本研究期望从肠道菌群出发,并与肿瘤标志物数据进行联合,共同建立起一个联合预测模型用于胃癌的筛查与确诊。目的1、研究不同肿瘤分期、不同发病年龄的胃癌患者中肠道菌群特征;2、探讨胃癌与肠道菌群关系,筛选胃癌相关差异微生物;3、建立基于肠道菌群的胃癌早筛预测模型;4、探索胃癌患者血浆代谢物与肠道菌群的关系。方法收集浙江省人民医院2018年1月-2023年1月入院患者的肠道粪便样本587例,血浆样本108例。对粪便样本中的DNA进行16S r RNA测序,采用Alpha多样性,Beta多样性分析,LEf Se基于线性判别分析(Linear discriminant analysis,LDA)等方法分别分析胃癌患者肠道菌群的菌群丰度、与正常人群菌群差异、特异菌情况。并结合病人临床术后病理资料以及检验报告确定胃癌分期并收集部分肿瘤标志物数据,用LEf Se分析、随机森林预测模型筛选与胃癌相关的特征菌群,建立胃癌诊断模型。随机收集30例的胃癌患者粪便样本及130例非胃癌人群样本,通过单盲实验,对胃癌联合预测模型进行临床样本验证拟合,分析模型的特异性和敏感性。通过超高液相色谱-串联四极杆飞行时间(UPLC-Q-TOF-MS)检测所收集的配对人群的血浆样本,对血浆代谢物进行非靶向鉴定寻找血浆差异代谢产物。对血浆代谢物与特异肠道菌群进行Spearman关联分析。结果1、手术作为一个重要的胃癌治疗方式可改变菌群的构成,具体表现为手术前后的肠道菌群构成具有统计学差异(P<0.05)。分别对早期胃癌,晚期胃癌的术后菌群与健康对照比较后,结果提示手术对早期胃癌患者的肠道菌群的改变较晚期胃癌更显著(P<0.05),早期胃癌术后菌群较晚期胃癌术后菌群相比表现出更多的特异性菌群,表现为属水平上早期胃癌患者存在有31个与健康对照组的差异菌群,分别为肠球菌、Clostridium_innoccum_group、Parabacteroides、Erysipelatoclostridium、Peptostreptococcus、Lachnospiraceae_FC2020_group、Streptococcus、Anaeroglobus、Saccharimonadaceae、Veillonella、Lachnospiraceae_ND3007_group、Rothia、Hungatella、Butyricathococcus、Anaerotriosum、Eubacterium_group、Agathobacter、Dialister、Erysipelotrichaceae_UCG_003、Eggerthella、Lachnosraceae_NK4A136_group、Lachnospiraceae_UCG_004、Eubacterium_hallii_group、Eisenbergiella、TM7X、Fenollaria、Colidextribacter、Escherichia_Shigella、GCA_90066575、Coprococcus和Romboutsia。晚期胃癌存在18个与健康对照表达丰度差异的菌群,分别为韦荣球菌、链球菌、厌氧球菌、肠球菌、Holdmania、消化链球菌、单胞菌科、Rothia、弯曲杆菌、Erysipelotrichaceae_UCG_003、GCA_900066575、Oscillibacter、Parasutterella、Lachnospiraceae_NK4A136_group、Lachnospiraceae_UCG_008、Romboutsia、Incertae Sedis和Eubacterium_ventriosum_group。2、不同肿瘤分期的胃癌患者的肠道菌群存在差异菌,早期胃癌患者与健康对照人群相比存在表达丰度特征菌共10个(P<0.01),分别为Streptococcus、Erysipelotrichaceae_UCG_003、Clostridium_sensu_stricto_1、Veillonella、Anaerostipes、Campylobacter、Rothia、Odoribacter、Lachnospiraceae_ND3007_group、GCA_900066575。晚期胃癌患者与健康对照人群相比存在表达丰度差异菌共7个(P<0.01),分别为Streptococcus,Veillonella、Rothia、Peptostreptococcus、Campylobacter、Anaeroglobus和Aggregatibacter。3、建立肠道菌群结合肿瘤标志物的联合预测模型,得到ROC曲线下面积为0.86。在验证集中进行验证后,其曲线下面积为0.84。4、对收集的胃癌患者血浆进行非靶向代谢物测定,共发现379个差异表达的血浆代谢物。将有差异表达的血浆代谢物与有差异的肠道菌群进行相关性分析后结果提示17个代谢物与22个科级别的菌群具有相关性,50个血浆代谢物与45个属级别的肠道菌群存在相关性。结论研究显示手术对胃癌早期患者的肠道菌群改变作用更大,肠道菌群具有区分胃癌进展程度以及判断预后情况的潜力;肠道特征菌群结合肿瘤标志物数据共同建立起肠道菌群预测模型具有胃癌早期筛查的应用价值,肠道菌群或可作为早筛工具用于胃癌的普筛。