Fusobacterium nucleatum (F. nucleatum, Fn) با سرطان کولورکتال (روده بزرگ) (CRC) ارتباط دارد. عفونت Fn می تواند سطح قابل توجهی از آنتی بادیهای مختص Fn سرم را در انسان و موشها تحریک کند. هدف این مطالعه، شناسایی عفونت Fn بود که در بیماران مبتلا به CRC، موجب آشکار شدن یک پاسخ خلطی گردیده و عملکرد آنتی بادی های آنتی Fn سرم را ارزیابی می نماید. در این کار، نشان دادیم مقدار جذب متوسط آنتی Fn- IgA و –IgG درگروه CRC بسیار بالاتر از گروه مبتلا به بیماری کولون و گروه کنترل سالم بود (P<0.001) . حساسیت و اختصاصی بودن ELISA برای تشخیص آنتی- Fn-IgA براساس انقطاع بهینه، به ترتیب 43. 36 درصد و 71. 92 درصد بود. ترکیب آنتی-Fn-IgA و آنتی ژن کارسینوامبریونیک (CEA) برای تشخیص CRC بهتر بود (Sen: 53.10%, Spe: 96.41%; AUC=0.848). به علاوه، ترکیب آنتی-Fn-IgA با CEA و آنتی ژن کربوهیدرات 9-19 (CA19-9) (Sen: 40.00%, Spe: 94.22%; AUC=0.743)از توانایی بهتری برای طبقه بندی بیماران مبتلا به مراحل 2-1 CRC برخوردار بود. نتایج بدست آمده حاکی از آن بود که عفونت Fn موجب آشکار شدن سطح بالایی از آنتی بادیهای آنتی Fn سرم در بیماران CRC، شده و سطح آنتی Fn- IgA سرم، بیومارکر تشخیصی بالقوه ای برای CRC به شمار می رود. آنتی Fn- IgA در ترکیب با CEA و CA19-9، حساسیت تشخیص CRC اولیه را افزایش می دهند.
باکتریهای هم غذا در کولون، نقش مهمی در توسعه سرطان کولورکتال (CRC) ایفا می نمایند. مطالعات انجام شده نشان می دهد که در پاتوژنز CRC، چندین گونه باکتریایی دخالت دارند. Fusobacterium nucleatum یک بی هوازی هم غذای فرصت طلب در حفره دهانی است که در بافتهای CRC انسانی نیزشایع بوده و در بیماران مبتلا به CRC، در بافت بیماری در مقابل بافت نرمال تطبیق یافته، بیش از حد بیش از حد نمایان شده است. به علاوه، وفور بیش از حد Fn با آدنوم کولورکتال ارتباط داشته و به عنوان ریسک فاکتوری برای پیشرفت بیماری از آدنوم به سرطان شناخته می شود. اخیراً، مطالعات متعددی با استفاده از توالی یابی 16s RNA و تحلیل PCR کمی (qPCR)، افزایش حمل Fn در نمونه های موکوسی یا مدفوعی بیماران CRC را شناسایی کردند. ثابت شده است که مقدار Fn در بافت CRC با مکان تومور پروکسیمال (قسمت ابتدایی) و وضعیت فنوتیپ متیلاتور جزایر CpG (CIMP)، ناپایداری میکروماهواره ای (MSI)، و جهش های ژن در BRAF، KRAS و غیره ارتباط داشته است. به علاوه، مطالعه نشان داده است که ترکیب اندازه گیریهای Fn به روش qPCR با گونه های باکتریایی مختلف، توانایی تشخیص درست بیماران مبتلا به CRC را داشت. علاوه براین، نشان داده شد که Fn DNA در بیمار مرحله اول (2-1) غنی شده بود و پتانسیل این را داشت که به عنوان یک بیومارکر تشخیصی اولیه غیر تهاجمی برای CRC از نمونه های مدفوعی مورد استفاده قرار گیرد.
Fusobacterium nucleatum (F. nucleatum, Fn) is associated with the colorectal cancer (CRC). Fn-infection could induce significant levels of serum Fn-specific antibodies in human and mice. The objective of this study was to identify Fn-infection that elicit a humoral response in patients with CRC and evaluate the diagnostic performance of serum anti-Fn antibodies. In this work, we showed the mean absorbance value of anti-Fn-IgA and -IgG in the CRC group were significantly higher than those in the benign colon disease group and healthy control group (P<0.001). The sensitivity and specificity of ELISA for the detection of anti-Fn-IgA were 36.43% and 92.71% based on the optimal cut-off. The combination of anti-Fn-IgA and carcino-embryonic antigen (CEA) was better for diagnosing CRC (Sen: 53.10%, Spe: 96.41%; AUC=0.848). Furthermore, combining anti-Fn-IgA with CEA and carbohydrate antigen 19-9 (CA19-9) (Sen: 40.00%, Spe: 94.22%; AUC=0.743) had the better ability to classify CRC patients with stages I-II. These results suggested that Fn-infection elicited high level of serum anti-Fn antibodies in CRC patients, and serum anti-Fn-IgA level may be a potential diagnosing biomarker for CRC. Serum anti-Fn-IgA in combination with CEA and CA19-9 increases the sensitivity of detecting early CRC.
Commensal bacteria in the colon may play a role in colorectal cancer (CRC) development1 . Accumulated studies show that several bacterial species seem to be involved in pathogenesis of CRC2 . Fusobacterium nucleatum (F. nucleatum, Fn) is an opportunistic commensal anaerobe in the oral cavity which is also prevalent in human CRC tissues3 , and is over-represented in disease tissue versus matched normal tissue in CRC patients4,5. Moreover, an overabundance of Fn has been reported to be associated with colorectal adenomas6 , and show the potential as a risk factor for disease progression from adenoma to cancer7 . Recently, multiple studies further identified the increased carriage of Fn in mucosal or fecal samples of CRC patients by 16 s RNA sequencing and quantitative PCR (qPCR) analysis1,8,9. The amount of Fn in CRC tissue has been proved to be associated with proximal tumor location and CpG island methylator phenotype (CIMP) status, microsatellite instability (MSI), and gene mutations in BRAF, KRAS and so forth10–12. Furthermore, a study has demonstrated that combining qPCR measurements of Fn with other several bacterial species had the ability to accurately diagnose patients with CRC13. In addition, it was demonstrated that Fn DNA was enriched in early-stage (I-II) patient and had the potential as a non-invasive early diagnostic biomarker for CRC from faecal samples13.
نتایج
آنتی بادیهای آنتی Fn در سرم بیماران CRC مبتلا به عفونت Fn
ارزیابی سطح آنتی Fn سرم در بیماران مبتلا به CRC
رابطه بین آنتی بادیها در مقابل Fn و ویژگیهای کلینیکوپاتولوژیکی، و سرولوژیکی بیماران CRC.
سطوح آنتی بادی آنتی Fn، برای CRC از ارزش تشخیصی برخوردار هستند
ارزش تشخیصی سطح آنتی Fn، CEAو یا CA19-9 سرم در تشخیص مرحله اولیه CRC
مواد و روشها
بیماران، نمونه های خون و مدفوع
رعایت استانداردهای اخلاقی
محیط های کشت باکتریایی
PCR
شناسایی آنتی ژن
آزمایش CEA و CA19-9
آنالیز آماری
Results
Anti-Fn antibodies in sera of CRC patients with Fn infection
Evaluation of serum anti-Fn levels in patients with CRC
Association between antibodies against Fn and clinicopathological, serological characteristics of CRC patients
Anti-Fn antibody levels have a diagnostic value for CRC
Diagnostic value of individual serum anti-Fn, CEA and/or CA19-9 levels in the detection of early stage CRC
Discussion
Materials and Methods
Patients, blood and stool samples
Compliance with ethical standards
Bacterial Cultures
PCR
Western Blot
Antigen Identification
ELISA
CEA and CA19-9 assay
Statistical analysis