研究人员一直致力于将肠道菌群作为结直肠癌筛查的临床目标。理想情况下，这将使简单的粪便检测能够取代结肠镜检查等昂贵的检查，从而实现疾病的早期发现。一项刚刚发表在《自然医学》杂志上的国际研究正是针对这一主题展开的。该研究由特伦托大学协调。论文的第一作者是Gianmarco Piccinno，Nicola Segata担任项目负责人和科学协调员，两人均来自细胞、计算和整合生物学系（Cibio）。Segata也是米兰欧洲肿瘤研究所（IEO）的首席研究员。 

关于这项研究。研究团队发现了一种“微生物特征”，即一组大约十几种细菌，它们往往在结直肠癌患者的肠道中更加常见且数量丰富。其中，具核梭杆菌（Fusobacterium nucleatum）已被广泛研究，但这项研究重点关注了其他细菌，例如微小单胞菌（Parvimonas micra）、麻疹双生菌（ Gemella morbillorum）和口消化链球菌（Peptostreptococcus stomatis）等等。Nicola
Segata 解释说：“我们认为，这些菌种可能由于尚未完全了解的原因，能够在结直肠癌患者肠道中所谓的‘肿瘤微环境’中定植。这些细菌，”他继续说道，“通常存在于健康个体的口腔中，但我们在测序的粪便样本（反映肠道微生物组的组成）中发现它们，这些样本几乎只存在于结直肠癌患者中。”
这种微生物特征的鉴定将有助于开发完全基于肠道宏基因组学的精准疾病筛查方法，这是一种完全非侵入性的方法。据两位学者称，这种方法的准确率接近90%。但远不止于此。他们鉴定出的微生物特征还与结直肠癌的临床分期（即其严重程度和解剖位置）相关。特别是，他们观察到某些具有该微生物特征的细菌如何随着肿瘤的发展而增加，因此可以为该疾病的机制及其临床发展提供有趣的假设。

机器学习的贡献。研究人员凭借他们开发和使用的基于机器学习的方法取得了这些成果。Segata强调：“这项技术应用于我们实验室使用的宏基因组学分析方法，提供了一个预测模型，可以预测一个人是否具有很高的罹患结直肠癌的概率。”
目前仍未解答且其他人正在努力解答的问题是，这些微生物物种和菌株是否以及哪些会导致癌症本身的发生。Gianmarco Piccinno解释说：“如果主要目标是开发一种适用于普通人群的筛查方法，那么肿瘤中的微生物组是否是肿瘤的病因几乎无关紧要。” 事实上，这项研究的重点是将其作为一种非侵入性筛查工具的潜在用途，以便尽早发现疾病。然而，这项宏基因组学测试的最终临床和预防价值仍有待通过未来注册的临床试验来验证。 
然而，Piccinno 和 Segata 表示，一旦验证结果，即可包含足够的信息，作为一种重要的补充筛查形式。因此，这将使结肠镜检查的使用更具针对性，而结肠镜检查仍然是最终诊断的必要检查。

肠道菌群与结直肠癌之间的联系。最早的联系在多年前就已确立：肠道菌群中的某些特定细菌能够破坏人体自身的细胞生物学特性，并被认为会随着时间的推移导致癌症。在某些情况下，这是由于肠道菌群产生的毒素会破坏人体的DNA，导致基因突变——而基因突变正是导致癌症的因素之一——从而使肠道菌群可能 创造出一种有利于疾病发展的环境。但这只是肠道菌群与结直肠癌之间联系的潜在途径之一。结直肠癌是全球第三大常见癌症，也是第二大致命癌症，只有40%的患者在转移前得到诊断。

这项研究主要由欧盟委员会与Laurence Zitvogel教授领导的“ONCOBIOME”合作项目资助，该项目的总体目标是不仅寻找人类微生物组与结直肠癌之间的联系，还探索微生物组在支持癌症治疗中的作用，特别是针对转移性黑色素瘤、小细胞肺癌和转移性乳腺癌等癌症的免疫疗法的最新进展。
促使研究人员进一步研究这种联系的原因是，年轻人，尤其是50岁以下人群的发病率有所上升。早发性癌症是 “癌症大挑战”项目在2023年向研究界提出的挑战之一。该研究项目由英国癌症研究中心和美国国家癌症研究所共同创立，由麻省总医院的Andy Chan和圣路易斯华盛顿大学的Yin Cao领导的PROSPECT团队随后在2024年获得了高达2500万美元的资助，用于揭示早发性结直肠癌发病率上升背后的机制。 

Segata 和 Piccinno 还与哈佛大学陈曾熙公共卫生学院的 Curtis Huttenhower 教授一起加入了多学科国际 PROSPECT 团队。Segata、Piccinno、Huttenhower、Chan 和 Zitvogel 以及他们实验室的几位成员都是这项研究的共同作者。关于微生物组在癌症中的作用，仍有许多问题需要解答，包括所涉及的所有机制以及哪些微生物物种（如果有的话）发挥了因果作用。

一个全球合作网络。该研究是大型国际项目的一部分，其研究合作伙伴来自世界各地：由欧盟委员会资助的ONCOBIOME项目，以及两个“癌症大挑战”团队（PROSPECT团队，由英国癌症研究中心、美国国家癌症研究所、英国癌症研究中心Bowelbabe基金会和法国国家癌症研究所资助；OPTIMISTICC团队，由英国癌症研究中心资助）。得益于该合作网络，UniTrento大学的研究团队得以获取来自18个不同研究项目、几乎所有大洲（非洲、南美洲和大洋洲除外）的3700多个样本，并进行了测序。 
这些研究的最终目标是验证结直肠癌与微生物组之间是否存在关联，并与污染、饮食、生活方式等外部因素进行比较，并根据每位患者独特的微生物组组成，探索最有效的治疗方法。