探索可用于結直腸癌早期診斷的新型生物標志物是目前的研究熱點。近年來，研究者們發現在循環游離DNA（cfDNA）中可檢出細菌等微生物DNA。然而，結直腸癌患者的循環細菌DNA是否存在特異性改變，及其能否作為結直腸癌早期診斷的新型生物標志物仍有待探索。
近日，浙江大學醫學院附屬第二醫院大腸外科教授丁克峰團隊在腫瘤學期刊Cancer Letters發表研究論文。研究報道了結直腸癌患者與健康人群之間循環細菌DNA的差異性改變，探索了循環細菌DNA作為結直腸癌早期診斷新型生物標志物的潛力。
這項研究是首個嘗試表征結直腸癌患者血液cfDNA中細菌DNA特征的研究，其結果發現了結直腸癌和健康人之間cfDNA細菌DNA組成的顯著差異，揭示了循環細菌DNA作為結直腸癌早期診斷新型生物標志物的潛力，為發掘結直腸癌及腺瘤的非侵入性診斷方式開啟了一扇新的大門。
在這項概念驗證性研究中，研究人員納入了病理確診的早期結直腸癌患者、病理確診的結直腸腺瘤患者和腸鏡篩查陰性的健康人，提取血漿cfDNA并進行25-30X深度的全基因組測序（WGS）。他們將測序數據過濾去除比對至人類基因組的測序讀段，并將剩余測序讀段比對至細菌基因組，并計算循環細菌DNA的相對豐度。根據循環細菌DNA的相對豐度，科研團隊鑒定得到了127個在結直腸癌患者與健康人之間顯著差異的循環細菌DNA。
以結直腸癌患者和年齡、性別匹配的健康人作為發現集，基于上述127個差異細菌使用隨機森林遞歸特征消除法，研究人員構建獲得了由28個循環細菌DNA組成的結直腸癌早期診斷模型。
研究發現，基于這28個循環細菌DNA的相對豐度進行主成分分析，可以發現結直腸癌患者與結直腸腺瘤患者有較大重疊，而與健康人幾乎不存在重疊。
進一步分析發現，結直腸腺瘤患者的28個循環細菌DNA相對豐度介于健康人和結直腸癌患者之間，并且大多數循環細菌DNA相對豐度更接近結直腸癌患者。
該模型在發現集中區分結直腸癌患者與健康人的ROC曲線下面積（AUC）為0.98；在驗證集中，該模型的表現更為優異。在另一低深度測序的驗證集中，當測序深度降低至1X時該模型依然有較好的預測效果，區分結直腸腫瘤患者（結直腸癌患者+結直腸腺瘤患者）與非結直腸腫瘤個體（其他癌癥患者+健康人）的AUC為0.86, 區分結直腸癌患者與非結直腸腫瘤個體的AUC為0.97。