بررسی میکروبیوم های ریه در افراد مبتلا به سرطان ریه

به گزارش روابط پایگاه اطلاع رسانی علوم آزمایشگاهی ایران، در مطالعه اخیر منتشر شده در Scientific Reports، محققان میکروبیوم های ریه بیماران مبتلا به بیماری های خوش خیم و بدخیم ریوی را به طور مقایسه ای بررسی کردند.

اسکن توموگرافی کامپیوتری (CT) نمی تواند بین تثبیت پنومونی مانند و سرطان ریه همراه با نکروز تمایز قائل شود. نشانگرهای زیستی خون مانند آنتی ژن کارسینومبریونیک (CEA) و سیتوکراتین 19 مورد استفاده قرار می گیرند اما تأیید نشده اند و نشانگرهای زیستی جدیدی را برای تشخیص سرطان ریه و معیارهای تصمیم گیری بیوپسی تضمین می کنند.

در مطالعه حاضر، محققان مایع لاواژ برونکوآلوئولار (BALF) را از افراد مبتلا به سرطان ریه یا سایر بیماری های ریوی، از جمله پنومونی (pneumonia)، برونشکتازی ( bronchiectasis) و بیماری بینابینی ریه (interstitial lung disease)، برای شناسایی تفاوت های میکروبی بین سرطان های ریه و بیماری های خوش خیم ریه دریافت کردند. آنها همچنین یک مدل پیش بینی سرطان ریه ایجاد کردند.

این تیم شامل 24 بیمار سرطان ریه و 24 فرد مبتلا به شرایط خوش خیم ریوی بود که از ژوئن 2021 تا ژوئن 2022 در بیمارستان دانشگاه ملی Chungnam تحت برونکوسکوپی قرار گرفتند.

آنها BALF را از ضایعات ریوی شرکت کنندگان دریافت کردند. به طور خاص، تیم 3.0 میلی لیتر BALF از هر بیمار جمع آوری کرد، آن ها را در دمای 4.0 درجه سانتی گراد به مدت 30 دقیقه سانتریفیوژ کرد، 1.0 میلی لیتر ریبونوکلئیک اسید (RNA)/دی اکسی ریبونوکلئیک اسید (DNA) محافظ به نمونه ها اضافه کرد و آنها را در 80- درجه سانتی گراد در لوله های میکروسانتریفیوژ ذخیره کرد.

محققان DNA را از BALF نمونه برداری شده از شرکت کنندگان برای انجام یک واکنش زنجیره ای پلیمراز (PCR) استخراج کردند. برای ارزیابی ارتباط میکروبیوم های ریوی با سرطان ریه، آن ها نمونه ها را در معرض توالی یابی RNA ریبوزومی 16S (rRNA) و آنالیز متاژنومیکس قرار دادند.

آنها پنومونی را با استفاده از یافته های رادیوگرافی و بالینی گزارش شده توسط متخصصان ریه تعریف کردند. این تیم شامل پنومونی patmalignancy و برونکوسکوپی به دلیل ادغام توده مانند، نیاز به تمایز از بدخیمی، و حذف کسانی که قبلا در معرض گلوکوکورتیکوئیدها و ضد میکروبی های طیف وسیع قرار گرفته بودند، بود.

این تیم داده های طبقه بندی را در سطوح شاخه و جنس بررسی کردند و جوامع میکروبی بیماران مبتلا به پنومونی و سرطان ریه را مقایسه کردند.

این مطالعه تفاوت های قابل توجهی را در تنوع میکروبی آلفا و بتا بین افراد مبتلا به بیماری های خوش خیم ریوی و سرطان ریه نشان داد. بیماران مبتلا به سرطان ریه بیشترین فراوانی Firmicutes (33٪) را نشان دادند، در حالی که Bacteroidetes در شرایط خوش خیم ریوی (31٪) بیشترین فراوانی را داشتند.

میکروبیوم های BALF در سرطان ریه تنوع آلفای بالایی را با یکنواختی بالاتر در شاخص شانون و ویژگی های نمونه های سرطان ریه در مقایسه با شرایط خوش خیم ریوی نشان دادند.

نسبت Firmicutes/Bacteroidetes (F/B) در بیماران مبتلا به سرطان ریه بیشتر از افراد مبتلا به شرایط ریوی نوع خوش خیم بود. همه شرکت کنندگان حاوی اکتینوباکتری ها، فوزوباکتری ها و پروتئوباکتری ها در ریه های خود بودند.

فراوان ترین تاکسون میکروبیوتا طبقه بندی نشده_SAR202_clade بود که متعلق به گروه کلروفلکسی بود.

این مدل به طور دقیق افراد مبتلا به بیماری های ریوی خوش خیم را از مبتلایان به سرطان ریه متمایز می کند که نشان می دهد میکروبیوم BALF ممکن است بیومارکر جدیدی برای تشخیص سرطان ریه باشد.

میانگین سنی شرکت کنندگان 66 سال بود که 77 درصد مرد بودند. میانگین شاخص توده بدنی (BMI) 22 کیلوگرم بر متر مربع بود. اکثر بیماران سرطان ریه مرحله III یا IV داشتند. زیرگروه های هیستوشیمیایی شامل آدنوکارسینوم (29%)، کارسینوم سلول سنگفرشی (54%) و کارسینوم سلول کوچک (17%) بود.

اکثر افراد مبتلا به بیماری های ریوی خوش خیم (46%) ذات الریه داشتند، عمدتاً از نوع کم شدت و اکتسابی از جامعه، که در کلینیک های سرپایی درمان می شدند.

فراوانی Prevotella_7 در بیماران خوش خیم ریوی (15%) و فراوانی استرپتوکوک در بیماران مبتلا به سرطان ریه (13%) بالاترین میزان بود. استرپتوکوک بیشترین سهم را در تنوع بتا در میان افراد مبتلا به بیماری های خوش خیم ریوی و سرطان ریه داشته است.

این تیم کمترین تنوع آلفا را در مایع لاواژ برونکوآلوئولار نمونه برداری شده از بیماران مبتلا به ذات الریه نسبت به بیماران مبتلا به سایر بیماری های ریوی نوع خوش خیم و سرطان ریه مشاهده کردند.

کلاد ژنتیکی SAR202 متعلق به گروه کلروفلکسی در بیماران مبتلا به سرطان ریه، با افزایش تعداد میکروبیوتاها، از جمله کلروفلکسوس، گروه Sva0996_marine، و Dadabacteriales، در مقایسه با افراد مبتلا به بیماری های خوش خیم ریوی، بیشترین فراوانی را داشت.

به طور کلی، یافته های مطالعه تنوع میکروبی بالاتری را در میکروبیوم های بیماران سرطان ریه نسبت به افراد مبتلا به بیماری های خوش خیم ریوی نشان داد.

فیرمیکوت ها غنی ترین گونه های باکتریایی در بیماران مبتلا به سرطان ریه بودند، در حالی که افراد مبتلا به بیماری های خوش خیم ریوی بیشترین فراوانی باکتری ها را نشان دادند.

پیش بینی یادگیری ماشینی با استفاده از ویژگی های میکروبیوم BALF سرطان ریه را از بیماری های خوش خیم متمایز کرد، که نشان می دهد میکروبیوم BALF ممکن است یک نشانگر زیستی جدید برای تشخیص سرطان ریه باشد.