口腔内微生物異常症と口腔癌の予測におけるその性能

Oral microbial dysbiosis and its performance in predicting oral cancer.

• Shih-Chi Su
• Lun-Ching Chang
• Hsien-Da Huang
• Chih-Yu Peng
• Chun-Yi Chuang
• Yi-Tzu Chen
• Ming-Yi Lu
• Yu-Wei Chiu
• Pei-Yin Chen
• Shun-Fa Yang

抄録

口腔内マイクロバイオームの異常は口腔扁平上皮癌（OSCC）の進行を左右すると考えられているが、口腔内マイクロバイオームの構成は唾液によって変動し、リスク行動（喫煙）の影響を受ける。しかし、口腔内マイクロバイオームの構成は唾液や口腔内の異なる部位によって変動し、喫煙、飲酒、檳榔咀嚼などのリスク行動や個人の口腔内の健康状態に影響を受けます。主に口腔腫瘍性に起因する口腔微生物集団の乱れを特徴づけるために、男性の頬粘膜癌患者の発見（n=74）および検証（n=42）コホートから、OSCC病変部表面およびその対側の正常組織内の細菌をプロファイリングした。細菌の多様性と特定の口腔内微生物の相対的な豊富さに有意な変化が認められた（最も重要なことは、腫瘍部位におけるフソバクテリウム属の濃縮とストレプトコッカス属の喪失）。口腔内マイクロバイオームの機能予測を行ったところ、テルペノイドやポリケチドの代謝に関連する微生物遺伝子が対照群と腫瘍群で異なって濃縮されており、抗がん作用を有する二次代謝物の生合成を抑制することで腫瘍の微小環境を形成する口腔内マイクロバイオームの機能的役割が示唆された。さらに、発見コホートで検出された微生物シグネチャーの大部分は、独立したバリデーションコホートでも十分に一般化されており、これらのOSCC関連微生物の臨床的妥当性が観察され、再現に成功した。以上の結果から、口腔がんに関連する口腔微生物群の特徴（Fusobacterium nucleatum CTI-2の多量化とStreptococcus pneumoniaeの減少）と機能（腫瘍抑制性代謝物の産生低下）が明らかになった。

Dysbiosis of oral microbiome may dictate the progression of oral squamous cell carcinoma (OSCC). Yet, the composition of oral microbiome fluctuates by saliva and distinct sites of oral cavity and is affected by risky behaviors (smoking, drinking, and betel quid chewing) and individuals' oral health condition. To characterize the disturbances in the oral microbial population mainly due to oral tumorigenicity, we profiled the bacteria within the surface of OSCC lesion and its contralateral normal tissue from discovery (n=74) and validation (n=42) cohorts of male patients with cancers of the buccal mucosa. Significant alterations in the bacterial diversity and relative abundance of specific oral microbiota (most profoundly, an enrichment for genus Fusobacterium and the loss of genus Streptococcus in the tumor sites) were identified. Functional prediction of oral microbiome shown that microbial genes related to the metabolism of terpenoids and polyketides were differentially enriched between the control and tumor group, indicating a functional role of oral microbiome in formulating a tumor microenvironment via attenuated biosynthesis of secondary metabolites with anti-cancer effects. Furthermore, the vast majority of microbial signatures detected in the discovery cohort was generalized well to the independent validation cohort, and the clinical validity of these OSCC-associated microbes was observed and successfully replicated. Overall, our analyses reveal signatures (a profusion of Fusobacterium nucleatum CTI-2 and a decrease in Streptococcus pneumoniae) and functions (decreased production of tumor-suppressive metabolites) of oral microbiota related to oral cancer.

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