The impact of gut microbiota on colorectal cancer development

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Colorectal cancer (CRC) is one of the leading causes of cancer-related deaths in many countries worldwide, both in men and women, and these rates tend to increase. The probability of developing CRC is about 4–5%, and the risk of its development is associated with individual characteristics of the body, bad habits, age, chronic diseases, and lifestyle. The microbiome in general, and the microbiota of individual loci in particular, play a major role in maintaining homeostasis in the human body. There are a number of studies examining the relationship between the microbiota of various biotopes, including the intestine, and CRC. The purpose of this review is to summarize studies on the role of intestinal microbiota in the development of colorectal cancer. According to some authors, changes in the composition of the microbiota are a direct cause of CRC development. In turn, other studies suggest the opposite point of view: carcinogenesis is a direct cause of qualitative and quantitative changes in the composition of the intestinal microbiota. Despite this, the literature contains a large amount of data on the possible role of specific microorganisms, such as Fusobacterium nucleatum, Bacteroide fragilis, toxigenic strains of Escherichia coli and other representatives of opportunistic flora in the development of the oncological process. At the moment, there is insufficient data on both specific microorganisms and the microbiota in general to make a clear conclusion about their role in the development of CRC, so further studies of the mechanisms underlying these processes are needed.

About the authors

Olga E. Davydova

Samara State Medical University

Email: davidolga77@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-2403-1990
SPIN-code: 4100-3449

MD, PhD

Russian Federation, Samara

Leonid A. Lichman

Samara State Medical University

Email: lichman163@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-4817-3360
SPIN-code: 2380-0840

MD, PhD

Russian Federation, Samara

Pavel S. Andreev

Samara State Medical University

Email: pashaandreev@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-0264-7305
SPIN-code: 4564-3449

MD, PhD, Associate Professor

Russian Federation, Samara

Sergei E. Katorkin

Samara State Medical University

Email: s.e.katorkin@samsmu.ru
ORCID iD: 0000-0001-7473-6692
SPIN-code: 7259-3894

MD, PhD, Professor

Russian Federation, Samara

Ulyana A. Stanina

Samara State Medical University

Email: ulyana.stanina@yandex.ru
ORCID iD: 0009-0007-9484-9628
Russian Federation, Samara

Sofia O. Kondratieva

Samara State Medical University

Email: kondrsl63@yandex.ru
ORCID iD: 0009-0008-0556-6288
Russian Federation, Samara

Karim A. Kaiumov

Samara State Medical University

Author for correspondence.
Email: k.a.kayumov@samsmu.ru
ORCID iD: 0000-0002-9614-7255
SPIN-code: 3614-7790
Russian Federation, Samara

Artem V. Lyamin

Samara State Medical University

Email: a.v.lyamin@samsmu.ru
ORCID iD: 0000-0002-5905-1895
SPIN-code: 6607-8990

MD, PhD, Associate Professor

Russian Federation, Samara

References

  1. Карасев И.А., Строганова А.М., Малихова О.А., и др. Эндоскопические критерии и перспективные биомаркеры зубчатых аденом ободочной кишки (обзор литературы) // Тазовая хирургия и онкология. — 2022. — T. 12. — № 3. — C. 43–50. [Karasev IA, Stroganova A M, Malikhova OA, et al. Endoscopic criteria and promising biomarkers for serrated adenomas of the colon (literature review). Tazovaya Khirurgiya i Onkologiya = Pelvic Surgery and Oncology. 2022;12(3):43–50. (In Russ.)] doi: https://doi.org/10.17650/2686-9594-2022-12-3-43-50
  2. Злокачественные новообразования в России в 2023 году (заболеваемость и смертность) / под ред. А.Д. Каприна, В.В. Старинского, А.О. Шахзадовой. — М.: МНИОИ им. П.А. Герцена, 2024. [Zlokachestvennye novoobrazovaniya v Rossii v 2023 godu (zabolevaemost’ i smertnost’). Ed. by Kaprina AD, Starinskogo VV, Shahzadovoj AO. Moscow: MNIOI im. P.A. Gercena; 2024. (In Russ.)]
  3. Липницкий Е.М., Медкова Ю.С., Ахметгалиева Э.А., и др. Роль микробиоты в развитии колоректального рака // Клиническая медицина. — 2021. — T. 99. — № 5–6. — C. 339–341. [Lipnitsky EM, Medkova YuS, Akhmetgalieva EA, et al. The correlation between intestinal microbiota and colorectal cancer. Clinical Medicine (Russian Journal). 2021;99(5–6):339–341. (In Russ.)] doi: https://doi.org/10.30629/0023-2149-2021-99-5-6-339-341
  4. Сафина Д.Д., Абдулхаков С.Р., Амиров Н.Б. Микробиота кишечника и ее значение для здоровья человека // Вестник современной клинической медицины. — 2021. — Т. 14. — № 5. — С. 81–94. [Safina DD, Abdulkhakov SR, Amirov NB. Gut microbiota and its importance for human health. The Bulletin of Contemporary Clinical Medicine. 2021;14(5):81–94. (In Russ.)] doi: https://doi.org/10.20969/VSKM.2021.14(5).81-94
  5. Косарева П.В., Конев Р.А., Годовалов А.П., и др. Возможная роль особенностей кишечного микробиома у пациентов с колоректальным раком как причина несостоятельности анастомоза // Бюллетень сибирской медицины. — 2023. — T. 22. — № 3. — C. 120–131. [Kosareva PV, Konev RA, Godovalov AP, et al. Possible role of features of the intestinal microbiome in patients with colorectal cancer as a cause of anastomotic leak. Bulletin of Siberian Medicine. 2023;22(3):120–131. (In Russ.)] doi: https://doi.org/10.20538/1682-0363-2023-3-120-131
  6. Огизбаева А.В., Нурбеков А.А., Тургунов Е.М. Колоректальный рак, осложненный острой кишечной непроходимостью // Астана медициналық журналы. — 2020. — T. 104. — № 2. — С. 109–117. [Ogizbayeva AV, Nurbekov AA, Turgunov YeM. Colorectal cancer complicated by acute bowel obstruction. Astana medicinalyқ zhurnaly. 2020;104(2):109–117. (In Russ.)]
  7. Карпеева Ю.С., Новикова В.П., Хавкин А.И., и др. Микробиота и болезни человека: возможности диетической коррекции // Российский вестник перинатологии и педиатрии. — 2020. — T. 65. — № 5. — С. 116–125. [Karpeeva YuS, Novikova VP, Khavkin AI, et al. Microbiota and human diseases: dietary correction. Rossiyskiy Vestnik Perinatologii i Pediatrii (Russian Bulletin of Perinatology and Pediatrics). 2020;65:(5):116–125. (In Russ.)] doi: https://doi.org/10.21508/1027-4065-2020-65-5-116-125
  8. Мартиросян К.А., Лялюкова Е.А., Прихода И.В. Роль микробиоты в развитии колоректального рака // Экспериментальная и клиническая гастроэнтерология. — 2022. — Т. 205. — № 9. — С. 209–215. [Martirosian KA, Lyalyukova EA, Prikhoda IV. The role of microbiota in the development of colorectal cancer. Experimental and Clinical Gastroenterology. 2022;205(9):209–215. (In Russ.)] doi: https://doi.org/10.31146/1682-8658-ecg-205-9-209-215
  9. Каштанова Д.А., Клименко Н.С., Стражеско И.Д., и др. Анализ микробиоты долгожителей Москвы с использованием высокопроизводительного секвенирования // Вестник РГМУ (Научный медицинский журнал ГНИМУ имени Н.И. Пирогова). — 2020. — № 4. — С. 16–20. [Kashtanova DA, Klimenko NS, Strazhesko ID, et al. Gut microbiota assessment in Moscow long-livers using next generation sequencing. Bulletin of the RSMU (Scientific Medical Journal of the N.I. Pirogov State Research Medical University). 2020;4:16–20. (In Russ.)] doi: https://doi.org/10.24075/vrgmu.2020.044
  10. Кайтмазова Н.К. Микробиота кишечника и ее влияние на организм // Современные вопросы биомедицины. — 2022. — Т. 6. — № 3. — С. 72–78. [Kajtmazova NK. Gut microbiota and its impact on the body. Modern Issues of Biomedicine. 2022;6(3):72–78. (In Russ.)] doi: https://doi.org/10.51871/2588-0500_2022_06_03_8
  11. Батырова З.К., Кумыкова З.Х., Уварова Е.В., и др. Онкобиом репродуктивных органов: современный взгляд на проблему // Репродуктивное здоровье детей и подростков. — 2020. — Т. 16. — № 3. — С. 26–33. [Batyrova ZK, Kumykova ZKh, Uvarova EV, et al. Oncobiome of the reproductive organs: a modern view of the problem. Reproduktivnoe Zdorov’e Detey i Podrostkov. 2020;16(3):26–33. (In Russ.)] doi: https://doi.org/10.33029/1816-2134-2020-16-3-26-33
  12. Карасев И.А., Малихова О.А., Давыдкина Т.С. Роль кишечной микробиоты в патогенезе колоректального рака. Обзор литературных данных // Злокачественные опухоли. — 2020. — Т. 10. — № 3s1. — С. 60–62. [Karasev IA, Malihova OA, Davydkina TS. Rol’ kishechnoj mikrobioty v patogeneze kolorektal’nogo raka. Obzor literaturnyh dannyh. Zlokachestvenny’e Opuxoli = Malignant Tumours. 2020;10(3s1):60–62. (In Russ.)] doi: https://doi.org/10.18027/2224-5057-2020-10-3s1-60-62
  13. Wang J, Zhu N, Su X, et al. Gut-Microbiota-Derived Metabolites Maintain Gut and Systemic Immune Homeostasis. Cells. 2023;12(5):793. doi: https://doi.org/10.3390/cells12050793
  14. Кайбышева В.О., Жарова М.Е., Филимендикова К.Ю., и др. Заболевания, ассоциированные с нарушением состава микробиоты кишечника // Доктор.Ру. — 2021. — Т. 20. — № 4. — С. 40–45. [Kaibysheva VO, Zharova ME, Filimendikova KYu, et al. Diseases Associated with Disturbed Intestinal Microbiota. Doctor.Ru. 2021;20(4):40–45. (In Russ.)] doi: https://doi.org/10.31550/1727-2378-2021-20-4-40-45
  15. Gomaa EZ. Human gut microbiota/microbiome in health and diseases: a review. Antonie Van Leeuwenhoek. 2020;113(12):2019–2040. doi: https://doi.org/10.1007/s10482-020-01474-7
  16. Liu BN, Liu XT, Liang ZH, et al. Gut microbiota in obesity. World J Gastroenterol. 2021;27(25):3837–3850. doi: https://doi.org/10.3748/wjg.v27.i25.3837
  17. Zhou Z, Sun B, Yu D, et al. Gut Microbiota: An Important Player in Type 2 Diabetes Mellitus. Front Cell Infect Microbiol. 2022;12:834485. doi: https://doi.org/10.3389/fcimb.2022.834485
  18. Wang PX, Deng XR, Zhang CH, et al. Gut microbiota and metabolic syndrome. Chin Med J (Engl). 2020;133(7):808–816. doi: https://doi.org/10.1097/CM9.0000000000000696
  19. Guo XY, Liu XJ, Hao JY. Gut microbiota in ulcerative colitis: insights on pathogenesis and treatment. J Dig Dis. 2020;21(3):147–159. doi: https://doi.org/10.1111/1751-2980.12849
  20. Костин Р.К., Малюгин Д.А., Соленова Л.Г., и др. Микробиота желудочно-кишечного тракта и канцерогенез в различных органах человека // Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. — 2023. — Т. 100. — № 1. — С. 110–125. [Kostin RK, Malyugin DA, Solenova LG, et al. Gut microbiota and carcinogenesis in various human organs. Journal of Microbiology, Epidemiology and Immunobiology. 2023;100(1):110–125. (In Russ.)] doi: https://doi.org/10.36233/0372-9311-310
  21. Thriene K, Michels KB. Human Gut Microbiota Plasticity throughout the Life Course. Int J Environ Res Public Health. 2023;20(2):1463. doi: https://doi.org/10.3390/ijerph20021463
  22. Han JX, Tao ZH, Wang JL, et al. Microbiota-derived tryptophan catabolites mediate the chemopreventive effects of statins on colorectal cancer. Nat Microbiol. 2023;8(5):919–933. doi: https://doi.org/10.1038/s41564-023-01363-5
  23. Quaglio AEV, Grillo TG, De Oliveira ECS, et al. Gut microbiota, inflammatory bowel disease and colorectal cancer. World J Gastroenterol. 2022;28(30):4053–4060. doi: https://doi.org/10.3748/wjg.v28.i30.4053
  24. Song M, Chan AT. Environmental Factors, Gut Microbiota, and Colorectal Cancer Prevention. Clin Gastroenterol Hepatol. 2019;17(2):275–289. doi: https://doi.org/10.1016/j.cgh.2018.07.012
  25. Feizi H, Rezaee MA, Ghotaslou R, et al. Gut Microbiota and Colorectal Cancer Risk Factors. Curr Pharm Biotechnol. 2023;24(8):1018–1034. doi: https://doi.org/10.2174/1389201023666221005103340
  26. Вечерковская М.Ф., Тец Г.В., Тец В.В. Микробиота и онкологические заболевания (обзор литературы) // Ученые записки СПбГМУ им. акад. И.П. Павлова. — 2020. — Т. 27. — № 4. — С. 14–27. [Vecherkovskaya MF, Tetz GV, Tetz VV. Microbiota and cancer (review of literature). The Scientific Notes of Pavlov University. 2020;27(4):14–27. (In Russ.)] doi: https://doi.org/10.24884/1607-4181-2020-27-4-14-27
  27. Ногтев В.С., Каравай А.В., Патюпо Е.О., и др. Роль микробиома кишечника в развитии колоректального рака, возникновении несостоятельности анастомоза в послеоперационном периоде // Журнал Гродненского государственного медицинского университета. — 2023. — Т. 21. — № 4. — С. 337–341. [Nohtseu VS, Karavai AV, Patsiupa EO, et al. The role of the gut microbiome in the development of colorectal cancer, occurance of the anastomotic leak in the postoperative period. Journal of the Grodno State Medical University. 2023;21(4):337–341. (In Russ.)] doi: https://doi.org/10.25298/2221-8785-2023-21-4-337-341
  28. Киселева Е.В., Нефедьев Ф.С., Захаренко А.А., и др. Современные подходы к ранней диагностике колоректального рака // Вестник хирургии имени И.И. Грекова. — 2022. — Т. 181. — № 5. — С. 83–88. [Kiseleva EV, Nefedev FS, Zaharenko AA, et al. Modern approaches to early diagnosis of CRC. Grekov’s Bulletin of Surgery. 2022;181(5):83–88. (In Russ).] doi: https://doi.org/10.24884/0042-4625-2022-181-5-83-88
  29. Koliarakis I, Messaritakis I, Nikolouzakis TK, et al. Oral Bacteria and Intestinal Dysbiosis in Colorectal Cancer. Int J Mol Sci. 2019;20(17):4146. doi: https://doi.org/10.3390/ijms20174146
  30. Cheng Y, Ling Z, Li L. The Intestinal Microbiota and Colorectal Cancer. Front Immunol. 2020;11:615056. doi: https://doi.org/10.3389/fimmu.2020.615056
  31. Каюмов К.А., Лямин А.В., Жестков А.В., и др. Fusobacterium nucleatum: от классического пародонтопатогена до полноценного участника канцерогенеза // Клиническая микробиология и антимикробная химиотерапия. — 2023. — Т. 25. — № 1. — С. 13–18. [Kaiumov KA, Lyamin AV, Zhestkov AV, et al. Fusobacterium nucleatum: from a classic periodontal pathogen to a complete participant of carcinogenesis. Klinicheskaya Mikrobiologiya i Antimikrobnaya Himioterapiya = Clinical Microbiology and Antimicrobial Chemotherapy. 2023;25(1):13–18. (In Russ.)] doi: https://doi.org/10.36488/cmac.2023.1.13-18
  32. Long Y, Tang L, Zhou Y, et al. Causal relationship between gut microbiota and cancers: a two-sample Mendelian randomisation study. BMC Med. 2023;21(1):66. doi: https://doi.org/10.1186/s12916-023-02761-6
  33. Старостин Р.А., Гатауллин Б.И., Валитов Б.Р., и др. Колоректальный рак: эпидемиология и факторы риска // Поволжский онкологический вестник. — 2021. — Т. 12. — № 4. — С. 52–59. [Starostin RA, Gataullin BI, Valitov BR, et al. Kolorektal’nyj rak: epidemiologiya i faktory riska. Povolzhskij Onkologicheskij Vestnik. 2021;12(4):52–59. (In Russ.)]

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 "Paediatrician" Publishers LLC

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».