Microbial Signatures and Functional Profiles in Paired Tumour Tissue, Adjacent Normal Tissue, and Urine from Patients with Bladder Cancer
这项研究表明，虽然膀胱癌肿瘤组织与相邻正常组织在微生物谱系上比两者与尿液相比更为相似，但特定的细菌分类单元和血红素生物合成的功能差异将这些部位区分开来，这表明尿液可能无法完全反映瘤内微生物组。
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人体并非一个无菌环境，而是一个充满了微观生命的繁荣生态系统。虽然我们常将细菌视为导致感染的入侵者，但许多这类微小生物在我们的体内和平共处，在肠道、皮肤甚至尿道内形成了复杂的群落。几十年来，科学家一直认为膀胱是无菌的，但近期的发现推翻了这一观点，揭示了一个在疾病发生时会发生变化的活体微生物组。膀胱癌是一种常见且严重的疾病，长期以来一直被从遗传学和细胞学角度进行研究，但研究人员现在提出了一个不同的问题：生活在肿瘤内部的细菌是否与周围健康组织或流经它们的尿液中的细菌有所不同？理解这些差异至关重要，因为如果特定的细菌是肿瘤环境的一部分，它们可能会影响癌症的生长方式或身体对治疗的反应。核心的谜团仍然在于：一份简单的尿液样本是否真的能告诉我们膀胱壁深处正在发生什么，还是说我们排出的液体仅仅是组织内部现实的一个遥远回声。
为了回答这个问题，来自中国的研究团队决定直接从源头进行观察。他们招募了二十名正在接受膀胱癌手术的患者。为了避免引入混淆变量，该团队没有依赖于不同的对照组人群，而是从每一位患者身上收集了三种截然不同的样本：一块肿瘤组织、一块紧邻肿瘤的健康膀胱组织，以及通过导尿管直接从膀胱中抽取的尿液样本。这种精心的配对方式使他们能够对比同一人在同一时刻体内存在的肿瘤、邻近健康组织和尿液中的微生物世界。为了确保结果不会受到空气或实验设备中微量 DNA 的干扰，他们在处理患者样本的同时运行了严格的对照实验，这是在研究容易发生污染的低生物量环境时至关重要的一步，因为污染很容易掩盖真实的信号。
研究人员随后提取了这些样本中的遗传物质，以鉴定其中存在哪些细菌。他们并未仅仅观察细菌 DNA 的一小部分，而是对五个不同的区域进行了测序，以获得更清晰、更完整的群落图景。他们发现，生活在肿瘤中的细菌与生活在紧邻其旁的健康组织中的细菌在惊人地相似。相比之下，尿液中的细菌则与这两种组织样本都大不相同。这表明，尽管尿液采集简便，但它并不能完美反映实际居住在膀胱壁内的微生物群落。细菌群落的组成会根据样本来源是固体组织还是液体尿液而发生显著变化，尽管三种样本中不同细菌类型的总数大致保持不变。
当科学家们进一步深入观察具体的细菌类型时，他们为每个位置识别出了独特的特征。在肿瘤组织中，某些细菌类群比在尿液中更为常见，而另一些则较少见。例如，一群被称为 Planctomycetota（浮霉菌门）的细菌在紧邻肿瘤的健康组织中含量高于尿液。研究人员还识别出几种特定的细菌类型，它们可能有助于区分肿瘤组织与健康组织。当研究人员结合了这三种特定细菌标记的数据时，区分肿瘤组织与健康组织的能力变得相当强，这表明这些微生物可能持有疾病存在的线索。然而，作者也谨慎地指出，这些发现来自于一小组患者，在用于临床诊断之前，还需要在更大规模的研究中进行测试。
除了单纯计数细菌外，团队还利用计算机模型来预测这些微生物群落实际上在进行哪些活动。他们分析了遗传指令，以观察这些细菌可能执行哪些生物学功能。他们发现，肿瘤内部的细菌运作方式似乎与健康组织中的细菌不同。具体而言，与健康组织中的细菌相比，肿瘤相关细菌在合成血红素（一种许多生物用于管理能量和应对压力、至关重要的分子）方面的能力有所下降。这种代谢潜力的差异暗示，肿瘤内部的细菌可能正在适应一种独特的环境，或许是在与邻近健康组织的氧气水平或化学条件相比，它们正处于挣扎之中。
研究结论指出，膀胱的微生物世界是分区化的，这意味着生活在组织中的细菌与生活在尿液中的细菌是不同的。最大的差异存在于固体组织与液体尿液之间，而肿瘤与相邻的健康组织则表现出更多的相似性。这一发现挑战了“仅凭尿液检测就能完全捕捉到膀胱肿瘤微生物景观”的观点。虽然这项研究并未证明这些细菌会导致癌症，也未证明它们可以作为一种疗法，但它提供了一张关于这些微生物生活在哪里以及它们如何差异化的更清晰的地图。结果表明，要真正理解癌症背景下的膀胱微生物组，科学家必须直接观察组织，而不仅仅是观察冲刷其上的液体。这些见解为未来的研究开辟了新的大门，为更精确地研究我们的微观居民与人类疾病之间的关系提供了可能。
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