慢性腸道疾病的診斷方法主要包括內(nèi)鏡檢查及影像學(xué)檢查，如計(jì)算機(jī)斷層掃描（CT）、磁共振成像（MRI）和超聲等。內(nèi)鏡檢查被視為診斷的金標(biāo)準(zhǔn)，但由于其具有侵入性、需要腸道準(zhǔn)備以及存在并發(fā)癥風(fēng)險(xiǎn)等因素，公眾接受度較低。影像學(xué)檢查雖可作為無(wú)創(chuàng)的診斷手段，其在發(fā)現(xiàn)早期腸黏膜病變方面的能力有限，因此存在較高的漏診率，通常僅作為輔助診斷工具使用。

那么是否能夠使用無(wú)創(chuàng)的手段，更加精準(zhǔn)地診斷腸道疾病呢？

近日，來(lái)自香港中文大學(xué)（簡(jiǎn)稱“港中大”）的研發(fā)團(tuán)隊(duì)歷時(shí)四年的最新研究成果發(fā)表于《自然—醫(yī)學(xué)》。他們對(duì)近6000個(gè)來(lái)自不同種族、地域的糞便樣本中的腸道微生物群進(jìn)行宏基因組學(xué)分析，鎖定一系列獨(dú)特的腸道菌種，并發(fā)明了全球首套非入侵性炎癥性腸病診斷工具，能夠分辨出腸易激綜合癥和炎癥性腸病。

“在這項(xiàng)研究中，我們突破了傳統(tǒng)診斷思路的局限，通過(guò)采集簡(jiǎn)單易得的糞便樣本進(jìn)行非侵入性檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)疾病的快速初步診斷，從而有效減輕了患者的身心負(fù)擔(dān)和經(jīng)濟(jì)壓力。此外，鑒于該檢測(cè)工具在疾病早期階段已展現(xiàn)出高敏感性和特異性，能夠促進(jìn)更廣泛的早期篩查和及時(shí)干預(yù)，進(jìn)而改善患者的預(yù)后?！闭撐耐ㄓ嵶髡摺⒏壑写筢t(yī)學(xué)院裘槎醫(yī)學(xué)科學(xué)教授、香港微生物菌群創(chuàng)新中心總監(jiān)黃秀娟表示。

利用糞便樣本識(shí)別腸道疾病

炎癥性腸病是一種慢性、非特異性腸道炎癥性疾病，主要包括潰瘍性結(jié)腸炎和克羅恩?。寺∈习Y）兩種類型。炎癥性腸病具有不可治愈、終身復(fù)發(fā)性及可致殘性等特點(diǎn)，因此被稱為“不死的癌癥”。患者在疾病早期會(huì)出現(xiàn)持續(xù)腹瀉、腹痛、發(fā)熱和便血等非特異性癥狀，因此常被視為普通腸道疾病而被忽視。

近年來(lái)，炎癥性腸病在全球范圍內(nèi)的發(fā)病率呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。在中國(guó)，隨著居民生活方式和飲食習(xí)慣的改變，炎癥性腸病的發(fā)病率也在顯著上升。有數(shù)據(jù)顯示，預(yù)計(jì)到2025年，我國(guó)炎癥性腸病患者將達(dá)到150萬(wàn)人。

“當(dāng)前，常用的炎癥性腸病診斷方式包括大腸鏡檢查、電腦斷層掃描或磁共振掃描進(jìn)行組織學(xué)檢查。由于沒(méi)有可靠的血液或大便測(cè)試，導(dǎo)致大腸鏡檢查的需求大增，而漫長(zhǎng)的輪候時(shí)間可能導(dǎo)致診治延誤。因此，開(kāi)發(fā)一種非入侵性、穩(wěn)定和精準(zhǔn)的方法以輔助炎癥性腸病診斷十分重要?！备壑写筢t(yī)學(xué)院卓敏內(nèi)科及藥物治療學(xué)講座教授、香港微生物菌群創(chuàng)新中心聯(lián)合總監(jiān)陳家亮表示。

2020年起，研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)始探索一種更為安全、便捷和準(zhǔn)確的診斷方法，以實(shí)現(xiàn)對(duì)腸道疾病的早期診斷和治療，大限度延緩疾病進(jìn)展，以滿足患者和臨床醫(yī)生的需求。

黃秀娟（左一）研究團(tuán)隊(duì)以及炎癥性腸病患者（左三）港中大供圖

在該研究中，黃秀娟帶領(lǐng)的港中大醫(yī)學(xué)院研究團(tuán)隊(duì)收集了來(lái)自11個(gè)國(guó)家不同種族和地區(qū)的炎癥性腸病患者和非炎癥性腸病患者的5979個(gè)糞便樣本數(shù)據(jù)。他們通過(guò)對(duì)樣本中的腸道微生物群進(jìn)行宏基因組學(xué)分析，識(shí)別出與炎癥性腸病相關(guān)的腸道微生物變化，并鎖定10種與潰瘍性結(jié)腸炎，以及9種與克隆氏癥相關(guān)的菌種作為診斷腸道炎癥的微生物標(biāo)志物。

“我們發(fā)現(xiàn)炎癥性腸病患者的腸道中出現(xiàn)較多會(huì)產(chǎn)生毒素的細(xì)菌基因，例如黏附侵襲性大腸桿菌及奇異變型桿菌，同時(shí)也缺少多種具抗炎功能的菌種?！闭撐牡谝蛔髡?、港中大醫(yī)學(xué)院博士后鄭佳瑩介紹。

論文共同通訊作者、港中大醫(yī)學(xué)院助理教授張靖婉介紹，研究團(tuán)隊(duì)以兩組微生物標(biāo)志物為基礎(chǔ)，利用機(jī)器學(xué)習(xí)開(kāi)發(fā)了一套炎癥性腸病檢測(cè)模型，其在識(shí)別潰瘍性結(jié)腸炎和克隆氏癥方面均表現(xiàn)非常出色，ROC曲線下面積高達(dá)0.94左右。

探索無(wú)創(chuàng)診斷新思路

“不同種族和地域的人群的腸道菌群組成存在顯著差異，僅在一個(gè)或少數(shù)特定人群中開(kāi)展研究，缺乏跨人群的驗(yàn)證，會(huì)導(dǎo)致研究結(jié)果缺乏全球適用性，無(wú)法實(shí)現(xiàn)臨床試驗(yàn)和大規(guī)模應(yīng)用。這是我們從最初便考慮從全球各個(gè)地區(qū)收集樣本數(shù)據(jù)的主要原因。”

然而，想要收集來(lái)自不同種族和地域的宏基因組數(shù)據(jù)并非易事，黃秀娟表示，為保證納入的數(shù)據(jù)兼顧多樣性及地區(qū)代表性，以便進(jìn)行有效且精準(zhǔn)的驗(yàn)證。研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)大量查閱公共數(shù)據(jù)庫(kù)，篩選可用數(shù)據(jù)，制定了統(tǒng)一的樣本納入標(biāo)準(zhǔn)，最終克服了這一難題。

此外，將研究結(jié)論轉(zhuǎn)化為臨床應(yīng)用是研發(fā)團(tuán)隊(duì)的另一大挑戰(zhàn)。研究團(tuán)隊(duì)突破性利用一種快速而精準(zhǔn)的基于液滴數(shù)字聚合酶鏈反應(yīng)（ddPCR）的分子生物學(xué)檢測(cè)技術(shù)，結(jié)合相關(guān)檢測(cè)模型，開(kāi)發(fā)了全球首套非入侵性炎癥性腸病診斷工具，整體靈敏度及特異度分別高達(dá)88%及89%。

非入侵性炎癥性腸病診斷工具 港中大供圖

“我們通過(guò)不斷調(diào)整參數(shù)、優(yōu)化反應(yīng)條件及擴(kuò)大樣品量等途徑，確?；赿dPCR新技術(shù)的研究結(jié)果在疾病診斷中的準(zhǔn)確性和可靠性不受影響。”黃秀娟介紹，研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)在診斷方式上的創(chuàng)新，應(yīng)用ddPCR技術(shù)對(duì)腸道微生物進(jìn)行精準(zhǔn)定量分析，開(kāi)啟了便捷、快速且準(zhǔn)確的腸道微生物定量檢測(cè)新途徑，為未來(lái)腸道微生物在腸道疾病及其他相關(guān)疾病的研究提供了有力支持。

據(jù)了解，該診斷方法將在2027年在香港開(kāi)展臨床應(yīng)用。“為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，目前我們正在牽頭開(kāi)展一項(xiàng)全球大規(guī)模多中心的跨人群研究，已有全球超過(guò)15個(gè)國(guó)家和地區(qū)的臨床及研究機(jī)構(gòu)參與，覆蓋北美洲、歐洲、亞洲及大洋洲。我們通過(guò)制定統(tǒng)一的樣本處理流程、檢測(cè)方法及診斷標(biāo)準(zhǔn)，旨在進(jìn)一步驗(yàn)證所開(kāi)發(fā)的診斷工具的準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性和全球適用性。”黃秀娟介紹。

相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1038/s41591-024-03280-4

來(lái)源：《自然—醫(yī)學(xué)》