Akciğer kanserli hastaların bronkoalveolar lavaj sıvılarında akciğer mikrobiyotasının belirlenmesi
Determination of lung microbiota in bronchoalveolar lavage fluids of patients with lung cancer
Yazar: ALİ ÜÇKAYABAŞI
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ TOĞRUL NAĞIYEV
Çukurova Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Tıbbi Mikrobiyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Mikrobiyoloji = Microbiology
Dizin: Akciğer = Lung ; Akciğer hastalıkları = Lung diseases ; Akciğer neoplazmları = Lung neoplasms ; Bronkoalveolar lavaj = Bronchoalveolar lavage ; Bronkoalveolar lavaj sıvısı = Bronchoalveolar lavage fluid ; Dizi analizi = Sequence analysis ; Mikrobiyota = Microbiota ; Neoplazmlar = Neoplasms

Özet:
Bütün dünyada yüksek morbidite ve mortaliteye sebep olan akciğer kanseri kansere bağlı ölümlerin yaklaşık %20'sinden sorumlu tutulmaktadır. Günümüzde, onkoloji alanındaki çok önemli gelişmelere rağmen, kanser hala tamamen tedavi edilebilir hastalıklar kategorisinde değildir. İnsan vücudunda doğumdan itibaren kolonize olan mikroorganizma türlerinin ya da hastaneden veya çevreden kazanılan fırsatçı patojen mikroorganizmaların, kanser tedavisine verilen bireysel yanıtlar ve toksisite dahil olmak üzere kompleks karsinogenez aşamalarında rol oynadığı gösterilmiştir. Bu sebeple biz bu çalışmada, akciğer kanser tanısı alan ve almayan hastaların akciğer mikrobiyotasında bulunabilecek mikroorganizmaların varlığını araştırmayı ve bu mikrobiyota kompozisyonlarını karşılaştırmayı amaçladık.
Çukurova Üniversitesi Tıp Fakültesi Balcalı Hastanesinde Aralık 2019 –Ekim 2020 tarihleri arasında akciğer kanseri tanısı alan 31 hastadan ve pulmoner nodülü olan fakat akciğer kanseri tanısı almamış 13 kontrol grubu bireyden bronkoalveolar lavaj (BAL) örneği alındı. Örneklerden DNA izolasyonu sonrası 16S rRNA gen bölgesi hedef alınarak yeni nesil dizileme (YND) ile akciğer mikrobiyom analizi yapıldı. Ayrıca konvansiyonel kültür yöntemleri kullanılarak örneklerden bakteri identifikasyonu yapıldı.
Çalışmamızda kültürde hasta grubunda Neisseria ve Streptococcus cinsi bakteriler, kontrol grubunda da Haemophilus, Streptococcus cinsi bakteriler baskın olarak izole edilmişken, YND ile mikrobiyom analizinde her iki grupta da Prevotella ve Veillonella gibi anaerop bakteri cinslerinin baskın olduğu tespit edilmiştir. Lactococcus, Pediococcus, Anaerobacillus ve Friedmanniella cinsi bakterilerin akciğer kanseri gelişimi ile yakın bir ilişki içinde bulunduğu görüldü. 
Çalışmamız Ülkemizde akciğer kanserli hastaların akciğer mikrobiyotasının incelendiği ilk çalışma özelliğini taşımaktadır. Aynı zamanda, dünyada da YND ile akciğer mikrobiyom analizinin kültürde izolasyon ile birlikte değerlendirildiği az sayıda çalışmalardan biridir. Bu sebeple, çalışmamızın akciğer kanserinin mikrobiyota ile ilişkisini aydınlatmaya yönelik çalışmalara ışık tutacağını düşünmekteyiz. Mikrobiyotanın hastalıklarla ilişkisini belirlemek için yapılan çalışmalarda, gerektiğinde YND ile mikrobiyom analizinin uygun besiyerleri kullanılarak konvansiyonal kültür yöntemleri ile de desteklenmesinin, ayrıca akciğer mikrobiyotası ile birlikte bağırsak mikrobiyotasının da incelenmesinin daha faydalı olacağı kanaatindeyiz.

Abstract:
Lung cancer, which causes high morbidity and mortality all over the world, is responsible for approximately 20% of cancer-related deaths. Nowadays, despite the very important developments in oncology, cancer is still not in the category of completely curable diseases. It has been shown that microorganisms colonizing the human body from birth, or opportunistic pathogenic microorganisms acquired from the hospital or the environment, play a role in complex carcinogenesis stages, including personal responses to cancer treatment and toxicity. Therefore, we aimed to investigate the presence of microorganisms that can be found in the lung microbiota of patients with and without lung cancer, and to compare the compositions of these microbiota in this study.
Bronchoalveolar lavage (BAL) samples were collected from 31 patients diagnosed with lung cancer and 13 controls with pulmonary nodules but not diagnosed with lung cancer at Balcali Hospital of the Faculty of Medicine of Cukurova University between December 2019 and October 2020. After DNA isolation from the samples, lung microbiome analysis was performed by next generation sequencing (NGS) by targeting the 16S rRNA gene region. In addition, bacteria were identified from the samples using conventional culture methods. 
In our study, Neisseria and Streptococcus species in the patient group, Haemophilus and Streptococcus species in the control group were dominantly isolated in the culture when anaerobic bacteria such as Prevotella and Veillonella were found be dominant in both groups in microbiome analysis by NGS. Lactococcus, Pediococcus, Anaerobacillus and Friedmanniella were found to be closely related to the development of lung cancer. 
Our study is the first in our country to examine the lung microbiota of patients with lung cancer. In addition, our study is one of the few studies in the world in which lung microbiome analysis by using NGS was evaluated together with isolation in culture. Therefore, our study will shed light on studies aimed at illuminating the relationship between lung cancer and microbiota. In studies conducted to determine the relationship of microbiota with diseases, we are of the opinion that it would be more beneficial to support microbiome analysis by using NGS with conventional culture methods using appropriate media, if necessary, and to examine gut microbiota together with lung microbiota.