研究目的:肝癌是我国发病率第四、死亡率排第二的恶性肿瘤,其中肝细胞癌约占85%。乙型肝炎病毒感染目前是我国肝细胞癌的首要致病因素。肠道微生物群落与机体是共生关系,其在诸多生理和病理过程中扮演关键角色,肠肝轴在肝细胞癌的发病机制中起着关键作用。然而,学界对乙肝相关肝细胞癌患者的肠道微生物组与肝细胞癌转录组之间的相关性以及肠道菌群对临床预后的影响了解得较少。手术切除后肝细胞癌的复发严重制约患者的长期生存;因此,筛选肠道微生物标志物,并建立肝细胞癌复发及预后预警体系有重要现实意义。研究方法:本中心先前的研究获得华东地区131名健康志愿者和150名乙肝相关肝细胞癌患者的肠道微生物组数据;2019年9月这些参与者接受回访,根据准入排除标准,113名肝细胞癌患者和100名健康志愿者被确定为本课题的研究对象。数量生态学和信息学的原理及工具被用于描述健康志愿者与肝细胞癌患者之间、不同肿瘤负荷患者之间肠道微生物组的特点和差异。经过严格的筛选过程,113名肝细胞癌患者中的32对配对癌组织和癌旁肝组织接受了普通转录组测序,本地标准测序分析流程获得了这32名患者的转录组信息。Pearson相关系数被用于评估32名患者肠道微生物组与肿瘤转录组之间的联系,以及113名肝细胞癌患者的临床病理特征与肠道微生物组之间的联系。免疫组织化学被用于在肿瘤样本中检测微生物相关差异基因的蛋白表达水平。DAVID和Metascape被用于评估肝细胞癌转录组涉及的信号转导和分子调控网络;CIBERSORTx和独立数据库被用于评估微生物相关的肝细胞癌免疫微环境。随机森林和支持向量机模型验证特定的肠道微生物预测113名肝细胞癌患者总体生存时间和无病生存期的能力。研究结果:较高肿瘤负荷的肝细胞癌患者肠道中,拟杆菌属、分类位置未定毛螺菌属和梭状芽胞杆菌XIVa属丰度较高。通过整合微生物组和转录组,拟杆菌属的OTU0002和OTU0409、分类位置未定毛螺菌属的OTU0134和OTU1149、梭状芽胞杆菌XIVa属的OTU0033和OTU0794被鉴定出与宿主肝细胞癌转录组中的29个差异基因有负相关性,组成了 3 1个OTU-基因二联体。鉴定出的29个基因既满足差异基因的标准,也是代表良好临床预后的肿瘤抑制基因,同时也是肠道微生物相关基因。这29个基因在转录水平的变化反映抗肿瘤免疫水平的正向激活作用,主要体现在胸腺依赖淋巴细胞和自然杀伤细胞。胆汁酸是沟通肠道菌群与宿主肝细胞癌转录组的重要媒介。基于来自前述三个菌属且与肿瘤免疫微环境或胆汁酸代谢相关的六个重要微生物标志物;五年生存期,随机森林模型的平均AUC为81%,支持向量机模型的平均AUC为70%;预测两年无病生存期,随机森林模型的平均AUC为68%,支持向量机模型的平均AUC为70%。研究结论:肠道菌群通过血清胆汁酸引起的肿瘤免疫微环境的改变可能是与肿瘤负荷和不良临床预后相关的重要因素。肠道微生物可以用作临床特征和预后的生物标志物,宿主肿瘤中与微生物相关的转录本可以部分解释肠道微生物促进肝细胞癌的机制。