腸道菌群與結直腸癌 (CRC) 之間的關聯已被廣泛研究。然而，用于多個人群的早期診斷標記仍然難以捉摸。本研究對1056例糞便樣本進行了綜合分析，以確定與CRC相關的微生物作為早期檢測CRC的標志物。

1.  meta-analysis

對來自4項研究的16s rRNA測序進行分析，評估隨著CRC進展（無疾病-腺瘤-結直腸癌）腸道微生物的變化，并鑒定出針對腺瘤的為微生物標志物。

2.  構建腺瘤微生物模型

除了使用差異ASV作為關鍵指標，模型構建中還包括α多樣性指數（Shannon指數，Simpson指數和Observed ASV）以及三個患者臨床指標（年齡，性別和體重指數（BMI））。最終構建了包括八個差異性ASV（作為生物標記物）以及年齡，性別和BMI為核心的模型，可區分對照對象與腺瘤患者（準確度：0.73，敏感性：0.82，特異性：0.62，精度：0.73，F1得分：0.77）。其中，用ASV區分腺瘤和癌癥的RF模型達到了0.89的AUC（精度：0.80，靈敏度：0.66，特異性：0.90，精度：0.83和F1得分：0.72）。

3.  構建微生物群共發生網絡并進行聚類分析

使用SparCC算法構建差異ASV共發生網絡。

分析并比較了腺瘤和對照組中生物標志物的模式，將它們進一步組裝成具有不同分類學組成的四個簇。這些簇與患者的年齡，性別和BMI等特征沒有緊密聯系。此外，還探討了CRC患者腸道菌群在24種生物標記物組中的共發生網絡，并產生了三個簇。聚類1的細小螺旋藻科物種被分配的ASV最少，而聚類2在分類學上是異質的，在CRC個體中患病率較高。

4.  結腸癌、腺瘤分類模型的驗證

結果表明，微生物來源的生物標志物組在檢測大腸腺瘤方面優于FIT，并且它們的組合可以提高非侵入性腺瘤診斷的準確性。

5.  在獨立隊列中驗證結直腸腺瘤標志物

本研究納入了另外兩個來自美國（驗證組1）和中國（驗證組2）的獨立隊列。驗證隊列1由70名對照和102例腺瘤患者組成，而驗證隊列2中有57例腺瘤患者和52例CRC患者。

6.  大腸腺瘤預測模型的特異性驗證

提高標志物的特異性可以減少臨床診斷中的假陽性，因此有必要進一步評估腺瘤標志物的特異性，在此分析中，考慮了5種非CRC疾病，包括克羅恩?。–D），潰瘍性結腸炎（UC），腸易激綜合征（IBS），非酒精性脂肪肝疾?。∟AFLD）和2型糖尿?。═2D）。 非CRC疾病模型的AUC值明顯低于獨立腺瘤模型的AUC值。

7.  大腸腺瘤的微生物功能改變分析

在腺瘤和對照之間的比較中，腺瘤中富含碳水化合物的生物合成途徑（例如，ADP-庚糖生物合成），無機營養代謝以及核苷和核苷酸的生物合成，而芳香化合物降解的途徑和次級代謝產物的生物合成則更為豐富。腺瘤樣本減少。比較腺瘤和CRC，輔助因子，輔基，電子載體，維生素生物合成（例如MK-10生物合成）以及氨基酸降解和發酵的途徑富含癌癥。另一方面，腺瘤的細胞結構生物合成以及脂肪酸和脂質的生物合成/降解途徑減少。