要約:
科学者たちは、唾液中の細菌の組成に、致命的な食道がんの重要な手がかりが隠されている可能性があることを発見しました。南アフリカと米国の研究者らは、患者の唾液中の微生物を分析し、機械学習技術と組み合わせることで、食道がん患者とがんのない患者を区別する予測モデルを開発した。研究結果によると、口腔微生物の特性に基づいたモデルの認識効果は、臨床情報と人口統計の特性のみに基づいたモデルの認識効果よりも優れています。この研究は、シンプルで低コストの補助スクリーニングツールの開発に新しいアイデアを提供します。
この研究は、南アフリカのウィットウォータースランド大学のシドニー ブレナー分子生物科学研究所と米国のコロンビア大学の科学者によって共同で実施されました。この結果は、Communications Medicine 誌に掲載されました。この研究が焦点を当てている疾患は食道扁平上皮癌（ESCC）で、これはアフリカ東部と南部の一部、および中国とイランの一部の地域で高率に発生する主要なタイプの食道癌である。科学者たちは長い間、この病気が特定の地理的地域に集中する理由を説明しようとしてきましたが、その背後にある遺伝的要因、環境要因、ライフスタイル要因はまだ完全には理解されていません。
食道扁平上皮癌と別の種類の食道癌である食道腺癌の間には、いくつかの違いがあります。後者は胃酸逆流や肥満などの要因とより明確に関連していますが、前者の発病メカニズムはより複雑であり、既知の危険因子だけではすべてのケースを説明するのに十分ではありません。研究者らは、このがんはより早期に発生する可能性もあり、診断時の患者の平均年齢は約50歳で、患者の約18％が40歳未満でこのがんを患っている可能性があると指摘しました。
これまでの研究では、喫煙、大量飲酒、田舎の生活環境、低学歴、バイオマスやその他の家庭用燃料の使用などの要因がすべて、食道扁平上皮がんのリスクと関連していることがわかっています。しかし、これらの要因は、一部の地域での高い罹患率を完全に説明することはできず、また、明らかに関連する曝露経験がない一部の人々が発病する理由もまだ完全には説明できません。
新しい病気のマーカーを探すために、研究チームは口腔マイクロバイオーム、つまり口の中に生息する細菌などの微生物のコミュニティに注目しました。研究者らは、唾液サンプル中の細菌DNAの配列を決定し、食道扁平上皮がん患者とがんのない対照者との間で細菌組成に大きな違いがあることを発見した。さらなる分析により、Fusobacterium nucleatumを含む一部の細菌が患者の唾液中により豊富に存在することが判明した。この細菌は、以前にも他の癌関連研究でも注目されていました。
研究チームは次に、細菌配列データと機械学習手法を使用して、患者と対照を区別するための予測モデルを構築しました。その結果、口腔微生物の特徴を組み込むと、臨床情報と人口統計情報のみを使用したモデルよりも優れた識別能力が得られることが示されました。これは、唾液の細菌組成が既存のリスク評価方法を補完する情報である可能性があることを意味します。
しかし、研究者らは、現在の結果はこれらの細菌が食道がんを直接引き起こすことを証明するものではないと強調しました。もう一つの可能性は、細菌組成の変化が実際には癌の結果であるということです。たとえば、腫瘍が徐々に大きくなると食道が圧迫され、食べ物の通過が困難になり、嚥下機能に影響が出ることがあります。これらの変化は、間接的に口腔微生物環境を変化させる可能性があります。
細菌の変化が単に病気の結果であるとしても、臨床的価値がある可能性があります。食道閉塞は通常徐々に進行し、患者が重度の嚥下困難を抱えて病院に行くまでのしばらくの間、身体に変化が生じる場合があります。唾液中の微生物の特徴がこれらの変化を反映できれば、医師はさらなる検査が必要な患者を早期に特定し、タイムリーに内視鏡検査のスケジュールを立てる機会が得られるでしょう。
したがって、研究者らは、将来的には、特に医療資源が不足しており、専門的な検査が容易に受けられない地域において、食道内視鏡検査が必要な人々の特定を支援する唾液検査または口腔綿棒検査ツールの開発を試みることができると考えている。このアプローチは、初期スクリーニングのコストを削減し、医療システムが検査リソースをより合理的に割り当てるのに役立つと期待されています。しかし、現在のモデルはがんの早期発見の成熟した手段としてまだ確立されておらず、唾液検査は内視鏡検査などの正式な診断方法に代わることはできません。
次に、研究チームは独立した母集団におけるモデルの信頼性を検証する必要もあります。口腔マイクロバイオームは地理的環境、食習慣、その他の環境要因の影響を受けるため、ある地域で確立された予測モデルは他の集団には直接適用できない場合があります。研究者らは、食道扁平上皮がんと診断された患者、健康な人、良性食道疾患を持つ人をさらに比較する予定だ。一部の良性疾患も嚥下障害を引き起こす可能性があるため、これらの比較は、細菌の特徴ががん自体に関連しているのか、それとも食道の閉塞などのより一般的な変化を反映しているのかを判断するのに役立ちます。
一方、研究者らは依然として、このがんの背後にある遺伝的および環境的手がかりを探しています。研究の方向性の 1 つは、腫瘍細胞の遺伝子変異サインを分析することです。特定の化学物質、汚染物質、煙への曝露、または水の汚染は、DNA に識別可能な損傷パターンを残す可能性があります。これらの突然変異の特徴を分析することで、科学者はこの病気に関連する環境要因をさらに追跡し、特定の地域で発生率が特に高い理由を説明できる可能性があります。
この研究はまだ探索段階にあります。その重要性は、唾液微生物の特徴と食道扁平上皮癌との間の関連性の発見にあり、その後の非侵襲性補助スクリーニング法の開発の基礎を提供する。将来的に実用的な臨床ツールに変えることができるかどうかは、独立した集団検証、検査精度の評価、他の食道疾患や環境要因による干渉を排除できるかどうかにもかかっています。この種のがんは病気が進行してから発見されることが多いが、唾液検査が最終的に医師がさらなる検査が必要な患者を早期に特定するのに役立つようになれば、高リスク地域での病気スクリーニングのためのより便利な補助方法となることが期待される。
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