结直肠癌是世界第三大癌症,是欧美等发达国家的第二大杀手,中国的第三大杀手。结直肠癌分成两大类:家族遗传性结直肠癌和散发性结直肠癌。散发性结直肠癌约占结直肠癌总数的95%以上。据估计80%以上的散发性结直肠癌是由结直肠腺瘤转化而来。但结直肠癌的发病机制还不明确。最近的研究表明,肠道微生物可能参与了结直肠癌的发生和发展过程。人体肠道中包含多达1014个细菌,10倍于人体细胞,含约500-1000个物种,聚集多于人类100倍的基因组,其微生物组被称为人类第二基因组。肠道菌群和人类共进化,肠道菌群的相对平衡对维持人体健康具有极为重要的作用。人体肠道内的微生物,包括原核生物如细菌、真核生物如真菌,寄生虫等。这些微生物或定植在肠道黏膜或停留在肠腔中,在肠道免疫系统的成熟、免疫调节、营养物质的消化吸收等方面起着十分重要的作用。近两年的研究表明,肠道内的菌群失调与某些疾病密切相关,结直肠癌就是其中的一种。研究表明结直肠癌及其癌前病变——结直肠腺瘤——病人肠道菌群结构发生的改变可能与疾病的发生和发展相关。本课题在焦磷酸高通量测序比较研究结直肠癌病人和健康人肠道菌群结构差异的基础上,主要针对梭杆菌属Fusobacterium和产丁酸菌在结直肠腺瘤和结直肠癌病人肠道中的变化进行了系统研究。本研究收集了健康人(n=20)、结直肠腺瘤(n=12)和结直肠癌(n=20)病人的粪便样本。优化了样本基因组DNA的提取方法,通过实时荧光定量PCR技术,定量分析了梭杆菌属Fusobacterium、肠道中两种主要的产丁酸菌,直肠真杆菌Eubacterium rectale 和普拉梭菌 Faecalibacterium prausnitzii,以及总菌在 3组人群肠道中的数量差异。统计分析了梭杆菌属、直肠真杆菌和普拉梭菌在3组人群中的丰度差异。研究结果表明,结直肠腺瘤组肠道总菌数量显著低于健康组(P=0.002);结直肠腺瘤组的梭杆菌属丰度显著高于健康组(P=0.002),结直肠癌组的梭杆菌属丰度显著高于结直肠腺瘤组(P=0.013)和健康组(P=0.000);直肠真杆菌在3组间没有显著差异;结直肠腺瘤组的普拉梭菌丰度显著低于健康组(P=0.033)。梭杆菌属数量的增多和产丁酸菌数量的减少提示它们可能与结直肠癌的发展相关。梭杆菌属中具体哪种菌与结直肠癌密切相关是个值得探讨的问题。因此,有必要进一步鉴定病人肠道中梭杆菌属物种的多样性。本研究在确定了该属在结直肠腺瘤和结直肠癌组中的丰度显著提升的基础上,进一步通过普通PCR技术对其在3组人群中的阳性检出率进行了检测,并通过梭杆菌属16SrRNA基因克隆文库的构建对其在种的水平上进行研究。经梭杆菌属特异的PCR检测,梭杆菌属在健康人、结直肠腺瘤和结直肠癌病人中的检出阳性率分别为10.0%、66.7%、90.0%,其检出率在3组人群中依次升高并有着显著的差异。梭杆菌属16SrRNA基因克隆文库系统进化树显示,具核梭杆菌F.nucleatum只存在于结直肠腺瘤样品和结直肠癌样品中,但可变梭杆菌F.varium不仅存在于结直肠腺瘤和结直肠癌样品,还存在于健康样品中。此结果提示,具核梭杆菌F.nucleatum有可能作为病原菌参与结直肠癌的形成,而可变梭杆菌F.vaium是人体肠道内的正常菌群。梭杆菌属在3组人群中检出率的显著差异,预示着梭杆菌属有可能作为一种生物标记用于结直肠癌的早期诊断,这将对结直肠癌的早期预防有一定的意义。