胃癌是我国常见的恶性肿瘤，高居我国农村地区发病率与死亡率的首位，严重危害人民健康。胃癌的发生与慢性胃炎具有密切关联，炎癌转化是一个长期、复杂过程。如何揭示炎癌转化的内在机制，抑制胃炎向胃癌转化，这是突破肿瘤“预防难、发现晚”防控难点的一个关键，对于胃癌防治具有重大意义。

清华大学自动化系、信息国家研究中心李梢课题组致力于从“生物网络”这一系统的角度研究胃癌发生机制和中西医诊疗原理。课题组开展了胃癌前病变患者的中西医全面诊察、长期监测和多组学检测，并采用自主研制的高精度网络分析算法，率先构建出胃炎癌转化的多层次生物网络，发现了胃炎寒热证生物分子网络、寒热证舌苔菌群网络（Sci Rep 2012, 2013），建立了炎癌转化动态网络演化和肿瘤预警模型（Cancer Research 2017），找到靶向炎癌转化分子网络的中药活性成分(ACS Synthetic Biology封面论文 2019，Cancers 2018)。最近还首次解析胃癌前病变和早期胃癌的单细胞转录组网络，发现了胃癌极早期细胞标志物（Cell Reports 2019），被国际权威学术评估机构F1000评价为最高等级的“杰出（Exceptional）”论文。

在上述系列研究的基础上，李梢课题组进一步探索胃炎癌转化的无损检测标志物，并取得可喜进展，发现了有助于监测胃炎癌转化的舌苔菌群标志物，形成了“智能预警—无损检测—极早诊断—精准防治”的肿瘤防控新策略，并提出了基于生物网络的肿瘤精准医学。论文分别发表于2019年7月的Protein & Cell（IF=7.575）和8月的Cancer Letters（IF=6.508）。

中医认为“舌苔由胃气所生”。通过观察舌苔来判断机体变化是中医舌诊的重要组成部分，但是其与疾病发生发展的关联尚不清楚。自2012年率先采用16S rRNA基因测序检测不同中医证候胃炎患者的舌苔菌群、构建出寒热证舌苔菌群网络之后，李梢课题组与清华大学张学工教授课题组合作，首次采用宏基因组测序方法检测了50例健康人和78例不同阶段胃炎患者的舌苔微生物组，全面刻画了舌苔菌群在胃炎发展过程中的变化，构建出胃炎相关的舌苔菌群物种网络和基因功能网络。基于菌群物种网络，发现胃炎患者的舌苔菌群多样性显著降低，11种微生物在胃炎患者中显著减少，10种微生物在胃炎患者中显著增多，且增多的微生物之间具有较强相关性。在网络中还鉴定出一种与胃炎分期显著相关的简明弯曲杆菌（Campylobacter concisus），这种菌的丰度在正常到浅表、萎缩性胃炎、肠化过程中逐渐升高，且该菌在机制上可引起宿主免疫反应。基于基因功能网络，发现抗生素合成、鞭毛组装、细菌趋化性等通路在胃炎病人中显著上调。研究表明，舌苔菌群在胃炎发展进程中发生显著改变，有望成为一种源自中医、非侵入式、适于长期监测胃炎癌转化的新型生物标志物。该研究成果发表于2019年7月的Protein & Cell，博士生崔佳星、崔鸿飞为论文共同第一作者，李梢、张学工为共同通讯作者。简明弯曲杆菌在胃炎发展中的作用已申请发明专利。

图1 胃炎相关舌苔菌群网络和菌群标志物