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感覺腫瘤微生物組研究的天要塌了。

近年來，有不少研究結(jié)果宣稱幾乎所有的人類癌癥都與微生物組有關(guān)，包括此前我們?cè)?jīng)報(bào)道過的兩篇發(fā)表在和雜志上的重磅論文，分別闡述了細(xì)菌/病毒/真菌與癌癥的關(guān)系，以及腫瘤微生物組用于疾病檢測(cè)和診斷的潛力。

但近期發(fā)表在《科學(xué)·轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)》雜志上的一項(xiàng)論文，對(duì)這兩篇論文的結(jié)論以及腫瘤微生物組的存在本身進(jìn)行了挑戰(zhàn)。

來自約翰·霍普金斯大學(xué)的科研團(tuán)隊(duì)對(duì)癌癥基因組圖譜（TCGA）項(xiàng)目中涵蓋25個(gè)癌種的5734個(gè)全基因組測(cè)序（WGS）數(shù)據(jù)進(jìn)行了重新分析，發(fā)現(xiàn)腫瘤中微生物的存在遠(yuǎn)少于此前報(bào)道，測(cè)序讀數(shù)誤差可能高達(dá)幾萬倍。

這種誤差來源于數(shù)據(jù)污染，有大量的人類DNA序列被誤納入微生物基因組數(shù)據(jù)庫(kù)，此前研究比對(duì)鑒定到的“微生物序列”，實(shí)際上是污染數(shù)據(jù)庫(kù)的人類序列。

TCGA是大量癌癥研究的參考數(shù)據(jù)來源。雖然這是一項(xiàng)以探究人類遺傳變異為目的的測(cè)序項(xiàng)目，但在測(cè)序?qū)嶒?yàn)中，腫瘤中存在各種微生物也被檢測(cè)到并納入記錄。

在這一過程中，確定具體的物種要與已知微生物基因組序列進(jìn)行比對(duì)，如果微生物基因組數(shù)據(jù)庫(kù)是被污染的，關(guān)于腫瘤微生物組的結(jié)論完全有可能謬之千里。

微生物基因組數(shù)據(jù)庫(kù)中，人類污染最常見的來源是各種高拷貝的重復(fù)序列，如Alu序列、長(zhǎng)/短散在重復(fù)序列。在這種情況下，數(shù)萬乃至數(shù)十萬個(gè)reads錯(cuò)誤匹配到某個(gè)微生物基因組并不罕見。

此外，測(cè)序過程中使用的特定載體或接頭序列也可能被錯(cuò)誤地引入基因組數(shù)據(jù)庫(kù)，那么使用相同載體測(cè)序的樣本就會(huì)出現(xiàn)大量假陽(yáng)性匹配。

研究者此次對(duì)TCGA數(shù)據(jù)庫(kù)中截止2023年底可用的全部5734個(gè)WGS樣本進(jìn)行了再次分析。此次分析中，研究者比對(duì)已知的參考人類基因組數(shù)據(jù)庫(kù)GRch38和CHM13，從TCGA數(shù)據(jù)中去除了人類來源的序列，剩余序列reads普遍較少，平均每樣本約240萬個(gè)reads（占總數(shù)0.35%）。

在所有原發(fā)瘤樣本中，過濾兩次剩余65億個(gè)reads，研究者鑒定出其中3.23億屬于人類來源，9.86億屬于載體污染。

這樣看似乎不是很直觀。研究者接下來對(duì)比了2篇已經(jīng)發(fā)表的知名論文，也就是我們文章開頭所提到的《自然》和《細(xì)胞》兩篇論文。

對(duì)TCGA中近兩萬個(gè)樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析，并通過機(jī)器學(xué)習(xí)算法構(gòu)建了基于細(xì)菌/古細(xì)菌/病毒特征的32種癌癥的鑒別診斷模型，準(zhǔn)確率可達(dá)95%以上。

但本次研究分析結(jié)果顯示，《自然》論文報(bào)告的reads計(jì)數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高過實(shí)際，中位比率為56，也就是說至少有一半的reads計(jì)數(shù)比當(dāng)前研究高出至少56倍。

《自然》研究報(bào)告的豐度最高的三個(gè)微生物屬，鏈球菌屬（Streptococcus）、分枝桿菌屬（Mycobacterium）和葡萄球菌屬（Staphylococcus），每個(gè)樣本的平均reads計(jì)數(shù)為1780000、1400000、922000，當(dāng)前研究的結(jié)果則是1129、31、39，誤差達(dá)1500到45000倍。

則對(duì)腫瘤中的真菌進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)35種癌癥中大多數(shù)都存在獨(dú)特的真菌特征，甚至可以用于預(yù)測(cè)患者預(yù)后。

類似的，《細(xì)胞》論文報(bào)告的豐度前四的真菌物種reads最大計(jì)數(shù)分別為2013180、656503、101344、54641，當(dāng)前研究對(duì)同一樣本進(jìn)行了再次分析，得到的reads計(jì)數(shù)為332、4622、266、4，誤差達(dá)142到13660倍。

研究者還對(duì)這些誤讀的reads進(jìn)行了進(jìn)一步的比對(duì)分析，確定了污染物的具體來源，記錄在論文和補(bǔ)充材料中，感興趣的讀者可以自行尋找閱讀。

總結(jié)一下，根據(jù)本研究的結(jié)論，腫瘤中微生物的存在遠(yuǎn)少于此前研究報(bào)道，TCGA數(shù)據(jù)集中已確定的很多物種可能根本不存在。約翰·霍普金斯大學(xué)官方發(fā)布的報(bào)道標(biāo)題中，使用“few links”來描述癌癥和微生物組之間的關(guān)系。

或許，我們要重新審視“腫瘤微生物組”這一概念了。

參考資料：

[1]Yuchen Ge et al. ,Comprehensive analysis of microbial content in whole-genome sequencing samples from The Cancer Genome Atlas project.Sci. Transl. Med.17,eads6335(2025).DOI:10.1126/scitranslmed.ads6335

[2]https://www.hopkinsmedicine.org/news/newsroom/news-releases/2025/09/in-extensive-sequencing-study-scientists-find-few-links-between-cancer-and-microbiome

本文作者丨代絲雨