Các loại virus ẩn trong ruột đang nổi lên như một lĩnh vực mới trong nghiên cứu ung thư và virome có thể cũng quan trọng như vi khuẩn khi nói đến nguy cơ ung thư đại trực tràng. Một loại thực khuẩn mới được mô tả ẩn bên trong vi khuẩn Bacteroides thông thường có liên quan đến tỷ lệ phát triển ung thư đại trực tràng tăng gấp đôi và một ngày nào đó nó có thể đóng vai trò là dấu ấn sinh học phân không xâm lấn để phát hiện sớm hơn.
Phát hiện này đang thúc đẩy các nhà khoa học nhìn xa hơn vi khuẩn và xem xét cộng đồng vi rút trong ruột hình thành nên sức khỏe và bệnh tật như thế nào.
Ung thư đại trực tràng và nhu cầu sàng lọc tốt hơn
Ung thư đại trực tràng bắt đầu ở đại tràng hoặc trực tràng, thường là từ các polyp nhỏ có thể trở thành ác tính trong nhiều năm.
Bởi vì giai đoạn đầu thường không có triệu chứng nên việc phát hiện trước khi lây lan là rất quan trọng để sống sót và điều trị thành công. Khi được phát hiện sớm, ung thư đại trực tràng thường có khả năng điều trị cao hơn nhiều và mang lại kết quả lâu dài tốt hơn.
Các công cụ sàng lọc hiện tại bao gồm nội soi, soi đại tràng sigma, xét nghiệm máu ẩn trong phân (FOBT/FIT) và xét nghiệm DNA trong phân. Nội soi có hiệu quả cao nhưng xâm lấn, cần phải chuẩn bị ruột và có thể khó tiếp cận đối với một số người.
Các xét nghiệm dựa trên phân đơn giản hơn và không xâm lấn nhưng có thể bỏ sót các bệnh ung thư giai đoạn đầu hoặc polyp giai đoạn muộn. Những hạn chế này thúc đẩy sự quan tâm đến các dấu ấn sinh học mới trong phân, bao gồm cả những dấu ấn đến từ virus đường ruột, thể thực khuẩn và các chủng Bacteroides cụ thể.
Nguy cơ vi sinh vật, virus và ung thư
Hầu hết các nghiên cứu về ung thư đại trực tràng và ruột đều tập trung vào hệ vi sinh vật, cộng đồng vi khuẩn trong ruột. Các nghiên cứu liên tục chỉ ra rằng một số vi khuẩn nhất định, chẳng hạn như Fusobacteria và một số loài Bacteroides, phổ biến hơn ở những người mắc bệnh ung thư đại trực tràng so với những người khỏe mạnh.
Những vi khuẩn này có thể thúc đẩy quá trình viêm, sản sinh độc tố hoặc hình thành màng sinh học giúp khối u phát triển và thoát khỏi hệ thống phòng vệ miễn dịch.
Bên cạnh vi khuẩn, ruột còn chứa một lượng virus phong phú, được tạo thành phần lớn từ các thể thực khuẩn, những loại virus lây nhiễm vi khuẩn chứ không phải tế bào người. Thể thực khuẩn có thể tích hợp vào bộ gen của vi khuẩn (dưới dạng tiên tri) hoặc ly giải vật chủ của chúng. Khi làm như vậy, họ có thể thay đổi loại vi khuẩn hiện diện và cách chúng hoạt động.
Một vi khuẩn mang một prophage cụ thể có thể tạo ra nhiều độc tố hơn, bám chặt hơn vào niêm mạc ruột hoặc tương tác khác với hệ thống miễn dịch.
Vì những tác động này, hiện nay virus được coi là yếu tố quan trọng trong bệnh ung thư đại trực tràng. Các mẫu thực khuẩn thể khác biệt đã được quan sát thấy trong các mẫu phân của bệnh nhân ung thư đại trực tràng.
Những mô hình này cho thấy rằng một số thể thực khuẩn nhất định, đặc biệt là những thể thực khuẩn có liên quan đến Bacteroides, có thể đóng vai trò vừa là tác nhân gây bệnh vừa là dấu ấn sinh học trong phân báo hiệu nguy cơ gia tăng.
Bacteroides fragilis và một thể thực khuẩn tiềm ẩn
Bacteroides là một loại vi khuẩn chính ở người dấu hai chấm và đóng vai trò quan trọng trong quá trình tiêu hóa và phát triển miễn dịch. Trong số các loài của nó, Bacteroides fragilis hiện diện rộng rãi ở những người khỏe mạnh.
Hầu hết các chủng đều vô hại hoặc có lợi, nhưng một số chủng Bacteroides fragilis (ETBF) tạo ra độc tố có thể gây tiêu chảy và viêm mãn tính.
Nghiên cứu gần đây đã tiết lộ một thể thực khuẩn chưa được công nhận trước đây đã tích hợp vào bộ gen của Bacteroides fragilis. Ở trạng thái tiên tri, virus này nằm lặng lẽ bên trong DNA của vi khuẩn và không thể nhìn thấy được dưới dạng nhiễm trùng đang hoạt động.
Bằng cách sử dụng phương pháp giải trình tự thông lượng cao của các mẫu phân lập vi khuẩn và mẫu phân, các nhà nghiên cứu đã xác định được một trình tự vi rút cụ thể xuất hiện thường xuyên hơn ở Bacteroides fragilis của những người mắc bệnh ung thư đại trực tràng so với những người không mắc bệnh.
Điều này cho thấy rằng sự kết hợp giữa Bacteroides và một thể thực khuẩn cụ thể có thể quan trọng hơn chỉ riêng vi khuẩn.
Mối liên hệ với bệnh ung thư đại trực tràng mạnh đến mức nào?
Trong các nhóm quốc tế lớn, các cá nhân có ung thư đại trực tràng có khả năng mang thực khuẩn liên quan đến Bacteroides này cao gấp đôi so với nhóm chứng không bị ung thư.
Điều này không chứng minh rằng virus gây ung thư, nhưng nó báo hiệu mối liên quan chặt chẽ đáng được nghiên cứu thêm. Nó làm tăng khả năng thể thực khuẩn có thể ảnh hưởng đến độc lực của vi khuẩn, sản xuất độc tố hoặc tương tác với niêm mạc ruột theo cách thúc đẩy sự phát triển của khối u.
Về mặt cơ học, các nhà nghiên cứu nghi ngờ rằng sự tích hợp tiên tri có thể làm thay đổi sự điều hòa gen ở Bacteroides fragilis, tăng sản xuất các yếu tố gây viêm hoặc nhiễm độc gen hoặc khuyến khích hình thành màng sinh học trên niêm mạc đại tràng.
Ngay cả khi bản thân vi-rút không trực tiếp gây ung thư, nó có thể đánh dấu sự thay đổi vi-rút và hệ vi sinh vật rộng hơn, tạo ra môi trường dễ gây ung thư hơn. Từ góc độ sàng lọc, loại liên kết nhất quán này rất có giá trị vì một điểm đánh dấu đáng tin cậy có thể giúp xác định những người có nguy cơ cao hơn.
Dấu ấn sinh học phân dựa trên Virome: Một biên giới sàng lọc mới
Phân là môi trường lý tưởng để xét nghiệm không xâm lấn vì nó chứa DNA và RNA từ vi khuẩn, vi rút và vật chủ. Các xét nghiệm phân truyền thống để phát hiện ung thư đại trực tràng nhằm tìm kiếm các đột biến trong máu hoặc DNA ở người.
Các phương pháp tiếp cận dựa trên hệ vi sinh vật sẽ bổ sung thêm thông tin về thành phần vi khuẩn. Xét nghiệm dựa trên virus mở rộng điều này bằng cách nhắm vào các thể thực khuẩn và các loại virus đường ruột khác làm chỉ số bổ sung.
Thực khuẩn là dấu ấn sinh học hấp dẫn của phân vì chúng rất phong phú và thường có tính đặc hiệu cao đối với vật chủ vi khuẩn của chúng. Về nguyên tắc, xét nghiệm tập trung vào virus có thể phát hiện thể thực khuẩn liên quan đến Bacteroides có liên quan đến ung thư đại trực tràng.
Điều này có thể được thực hiện bằng giải trình tự metagenomic rộng hoặc bằng các phương pháp PCR nhắm mục tiêu tìm kiếm cụ thể trình tự virus.
Trong sử dụng thực tế, dấu hiệu vi-rút như vậy có thể sẽ được kết hợp với dấu hiệu vi khuẩn, DNA của người và dấu hiệu dựa trên máu trong xét nghiệm phân đa thông số, cải thiện độ nhạy đối với bệnh sớm trong khi vẫn duy trì tỷ lệ dương tính giả ở mức chấp nhận được.
Trước khi bất kỳ dấu ấn sinh học phân dựa trên virus nào trở thành một phần của dịch vụ chăm sóc tiêu chuẩn, nó phải được xác nhận trong các nghiên cứu tiến cứu lớn, được thử nghiệm trên nhiều quần thể khác nhau và được chứng minh là hiệu quả về mặt chi phí cũng như thiết thực tại các phòng khám thông thường. Các phương pháp trong phòng thí nghiệm sẽ cần được tiêu chuẩn hóa và cần có sự phê duyệt của cơ quan quản lý.
Những tiến bộ dựa trên virus trong phòng ngừa ung thư đại trực tràng
Mối liên hệ mới nổi giữa virus trong ruột, các thể thực khuẩn cụ thể, Bacteroides và ung thư đại trực tràng nhấn mạnh mức độ phức tạp của hệ sinh thái đường ruột. Khi nghiên cứu tiếp tục, các dấu ấn sinh học trong phân dựa trên virus có thể bổ sung cho nội soi đại tràng và xét nghiệm phân hiện có, cung cấp nhiều lựa chọn sàng lọc cá nhân hóa hơn và ít xâm lấn hơn.
Nếu thực khuẩn liên quan đến Bacteroides liên tục xác định những cá nhân có nguy cơ cao hơn, thì dấu ấn sinh học phân có thể tiếp cận được xây dựng xung quanh tín hiệu virus này có thể giúp phát hiện ung thư đại trực tràng sớm hơn và hướng dẫn phòng ngừa và điều trị kịp thời.
Câu hỏi thường gặp
1. Việc thay đổi chế độ ăn uống của tôi có thể làm thay đổi virus trong ruột và có thể ảnh hưởng đến nguy cơ ung thư đại trực tràng không?
Một chế độ ăn giàu chất xơ, trái cây và rau quả có thể chuyển cả microbiome và virome sang các cộng đồng ổn định, đa dạng hơn, thường liên quan đến việc giảm viêm và có thể gián tiếp làm giảm nguy cơ ung thư đại trực tràng.
2. Có thể loại bỏ các thực khuẩn có hại như Bacteroides bằng men vi sinh không?
Các chế phẩm sinh học hiện nay chủ yếu tác động đến vi khuẩn chứ không ảnh hưởng đến thể thực khuẩn cụ thể; mặc dù chúng có thể làm thay đổi toàn bộ hệ sinh thái nhưng vẫn chưa có bằng chứng nào cho thấy các sản phẩm men vi sinh tiêu chuẩn loại bỏ có chọn lọc loại vi rút liên quan đến Bacteroides này.
3. Thuốc kháng sinh có thể giúp loại bỏ các chủng Bacteroides mang thực khuẩn liên quan đến ung thư không?
Thuốc kháng sinh phổ rộng có thể làm giảm Bacteroides và các thể thực khuẩn liên quan, nhưng chúng cũng phá vỡ các vi khuẩn có lợi và có thể gây hại cho sức khỏe đường ruột lâu dài, vì vậy chúng không được coi là chiến lược nhắm mục tiêu hoặc phòng ngừa ung thư đại trực tràng.
4. Các xét nghiệm hệ vi sinh vật tại nhà có thể phát hiện các mẫu virus liên quan đến ung thư đại trực tràng không?
Hầu hết các bộ kit vi sinh vật tiêu dùng đều tập trung vào DNA của vi khuẩn và không xác định được hồ sơ virus một cách toàn diện, vì vậy chúng không thể phát hiện các dấu hiệu thực khuẩn liên quan đến ung thư một cách đáng tin cậy vào thời điểm này.
Nguồn ScienceTimes