多年来，基于愈创木脂的粪便潜血检测(gFOBT)一直是全球贼常用的结直肠癌筛查技术。这是一种廉价且非侵入性的方法。该测试用于识别每天直肠失血量>10mL的人。敏感性低（结直肠癌为50%，腺瘤为20%），特别是在结直肠癌的早期阶段，且接受度低是该方法的主要缺点。gFOBT的下一个重要限制是其低特异性。服用非甾体类抗炎药和具有过氧化物酶特性的化合物（例如肉类和水果）后会出现假阳性结果，而服用高剂量维生素C则会出现假阴性结果。进行gFOBT需要遵循特殊的饮食习惯并采集3次粪便样本，这给患者带来了很大的不便。
FOB测试有不同类型，例如化学和免疫层析，其执行技术、灵敏度和特异性各不相同。
有趣的筛查方案是将FOBT与其他方法相结合，从而提高检出率。
研究发现，将iFOBT与粪便microRNA-106a(miRNA)测试(FmiRT)相结合可提高结直肠癌（CRC)检测的灵敏度(70.9%)和特异性(96.3%)。四分之一iFOBT结果假阴性的结直肠癌（CRC)患者FmiRNA测试呈阳性。另一方面，另一项研究表明，FOBT和M2-PK测试的结合将敏感性提高到90%，特异性提高到62%。肿瘤丙酮酸激酶肿瘤（TumourM2PK）是糖基化酶的二聚体形式，属于M2型丙酮酸激酶。该酶是糖酵解序列贼后反应阶段的催化剂，并将磷酸烯醇丙酮酸转化为丙酮酸，负责在其参与的代谢途径中产生ATP。
如今，FOBT已被其他筛查测试所取代，例如粪便免疫化学测试（FIT）、多目标粪便（mt-sDNA）、FOBTDNA测试和miRNA测试。
粪便免疫化学测试（FIT）是基于愈创木脂的FOBT的改进，测量被消化蛋白水解酶降解的血液的存在。早期结直肠癌（18-33%）和晚期腺瘤（9-19%）的FIT真阳性率较低。
FIT对结直肠癌（CRC)的各个阶段都有广泛的敏感性，从25%开始，贼高可达79%。在更晚期的结直肠癌（CRC)病例中，FIT的敏感性更高：对于T3，敏感性为83%（范围从68%到91%），对于T1为40%（范围从21%到64%）。
在一项针对无症状计数进行的病例对照研究中，超过23,000名FIT结果呈阳性或有结直肠癌（CRC)家族史的智利人群接受了结肠镜检查。根据这项研究，男性、阳性家族史、饮食习惯（纤维和/或谷物摄入量低）和年龄较大（七十岁和八岁）是结直肠癌的主要危险因素。
粪便标本似乎比血液样本更适合早期检测结直肠癌，因为大肠或直肠腔中脱落的肿瘤细胞出现在结直肠癌发生过程中比肿瘤细胞开始侵入血管要早得多。随粪便排出的肿瘤细胞含有异常遗传和表观遗传改变的DNA，这些DNA是癌症诊断的潜在生物标志物。
许多国际肿瘤学指南推荐mt-sDNA检测作为结直肠癌筛查的一种选择。基于粪便的DNA检测提供了一种有效的基于人群的筛查策略，患者可以比FOBT更轻松地执行该策略。
多目标粪便DNA检测具有较高的阳性预测价值。如果mt-sDNA检测呈阳性，结肠镜检查是诊断结直肠肿瘤的下一步。
使用mt-sDNA检测贼大尺寸为1cm或以上的晚期腺瘤和无蒂锯齿状息肉的灵敏度为42.4%。
对13项研究（包括700多名患者）进行的荟萃分析显示，使用粪便基因甲基化作为结直肠癌（CRC)筛查方法，CRC检测的敏感性为78%，特异性为90%，诊断客观反应为48%。腺瘤检测的敏感性为63%，特异性为93%。
肿瘤基因解码还进行了一项有趣的研究，其中将(FDA)批准的mt-sDNA测试与无症状个体的CT结肠成像进行了比较。CT结肠成像筛查对晚期肿瘤病变的总体检出率(5.0%)显着高于mt-sDNA检测(2.7%)。结直肠癌（CRC)的总体检出率分别为0.31%和0.23%。
该方法的主要局限性是假阳性结果（即，mt-sDNA检测呈阳性，而DNA检测后进行的高质量结肠镜检查呈阴性）。
有多项荟萃分析评估了粪便DNA检测的诊断价值。佳学基因发现，CRC中单基因和多基因粪便DNA（甲基化和突变）检测的汇总敏感性分别为48.0%和77.8%，单基因和多基因检测的汇总特异性分别为97.0%和92.7%。在另一项研究（粪便样本中的甲基化单基因和多基因测试）中，在结直肠癌（CRC)和腺瘤患者中，总体敏感性分别为62%和54%，特异性分别为89%和88%。据消化科肿瘤基因检测更先进机构的分析比较，腺瘤的敏感性为51%，CRC的敏感性为73%，特异性为92%。在另一项荟萃分析中，粪便标本的单基因和多基因DNA高甲基化测试的汇总敏感性为0.71，特异性为0.92。Mojtabanezhads等人的荟萃分析显示，该方法的效率低于之前荟萃分析报道的效率：CRC和腺瘤的敏感性分别为56.5%和32.6%，特异性为93.2%。在一项已发表的荟萃分析中，包括对16,000多名患者获得的结果，结果表明，使用单个SDC2基因进行粪便甲基化测试的敏感性为83.1%，特异性为91.2%，如果采用这种诊断方法，这是有希望的而不是结肠镜检查。
经社区人群评估，基于DNA或RNA的检测等其他诊断工具被发现能提高FIT方法的效率。
与FIT相比，多靶点粪便DNA（mt-sDNA）检测在无症状平均风险个体中检测CRC的敏感性显著更高：分别为92%和74%。同样，mt-sDNA检测在发现高级癌前病变方面的敏感性（42.4%）也显著高于FIT（23.8%）。mt-sDNA检测的特异性为86.6%，而FIT的特异性为94.9%。Carether等人的研究证实，与FIT（24%和5%）相比，使用mt-sDNA检测增加了高级腺瘤和带蒂锯齿状息肉的检出率（42%和42%）。另一方面，使用mt-sDNA检测所有病变的总体特异性（87%）低于FIT（95%）。Mu等人表明，DNA-FIT检测将CRC的检出敏感性提高到97.5%，将高级腺瘤的检出敏感性提高到53.1%。mt-sDNA和FIT的阳性检出率被发现与年龄、性别、肿瘤位置和肿瘤大小无关。
定量DNA甲基化分析表明，约20%的结直肠癌具有高频率的启动子甲基化（CpG岛甲基化表型，CIMP）。这些CIMP癌症与女性、老年、近端结肠位置、分化不良以及MSI、KRAS和BRAF突变有关。CIMP肿瘤有两个亚类：CIMP-high肿瘤（或CIMP1）具有BRAF突变，且微卫星不稳定；CIMP-low（或CIMP2）肿瘤具有KRAS突变。
CRC基因组中数千个异常甲基化的CpG位点通常位于基因的非编码部分。这种改变的一个很好的例子可能是Syndecan-2基因。
N-Myc下游调控基因4（NDRG4）在细胞生长和分化中发挥作用。NDRG4在结直肠癌中表达下调。
Septins是一组支架蛋白，以稳定的六到八亚基核心杂聚体的形式存在。八聚体由SEPT2、SEPT6、SEPT7和SEPT9各两个亚基分子组成。
SEPT9基因编码一种与细胞增殖、迁移、细胞分裂和血管生成有关的GTP结合蛋白。Septin9基因启动子区域的高甲基化会干扰其转录，是致癌的重要因素。该基因的异常甲基化出现在结直肠癌组织中。
骨形态发生蛋白3（BMP3）属于转化生长因子β（TGFβ）细胞因子超家族。BMP3与细胞表面受体结合，影响SMAD4基因的转录调控，从而抑制生长。BMP3肿瘤抑制基因的下调可能参与结直肠癌肿瘤发生的早期阶段。
健康人的肠道微生物群因饮食、药物摄入和生活方式的不同而在各国有所不同。此外，粪便中血液的存在可能影响肠道微生物群的组成。诸如拟杆菌属、柯林斯拉气球菌、迟缓埃格特菌和共生梭菌等菌种在粪便中带血的患者中显示出数量增加。Tjalsma等人提出了致癌作用的假说，即一些被称为“过客”的细菌（梭杆菌属、解没食子酸链球菌解没食子酸亚种、败毒梭菌和红胭脂菌科（Slackia和柯林斯拉属）、罗氏菌属和粪杆菌属）刺激其他被称为“驱动者”的细菌（如拟杆菌属、志贺氏菌属、柠檬酸杆菌属和沙门氏菌属或大肠埃希菌），后者在结直肠癌发展的早期阶段发挥作用。“驱动者”细菌粘附于肠粘膜上皮并损伤上皮DNA，从而促进结直肠癌的发生。有趣的是，粪便中发现的细菌并不总是与附着在上皮上的细菌相同。此外，随着“过客”细菌取代“驱动者”细菌，后者可能会从肿瘤组织中消失。有些人携带的“驱动者”细菌比例高于其他人，这可能是遗传条件和生活方式的结果，因此他们患结直肠癌的风险可能更高。
在另一项研究中，Suehiro等人使用液滴数字聚合酶链反应（PCR）显示，与健康个体相比，CRC患者粪便中的CRC晚期腺瘤和原位癌中的具核梭杆菌基因组拷贝数更高。这可能表明具核梭杆菌参与结直肠肿瘤发生的早期阶段。在接下来的研究中，在CRC患者粪便中检测到的具核梭杆菌水平高于发育不良患者和对照组，CRC的敏感性为69.2%。同样，与发育不良患者或健康志愿者相比，在分离自CRC患者粪便的样本中发现产大肠杆菌素细菌（clbA）的DNA显著更多。clbA1+细菌的个体标记物的敏感性为56.4%。两种检测方法的特异性接近80%。
已证明具核梭杆菌与益生菌双歧杆菌的比率（Fn/Bb）在检测CRC时具有高灵敏度（84.6%）和特异性（92.3%）。Fn/Bb和具核梭杆菌与普氏菌的比率（Fn/Fp）的组合比率在检测I期CRC时将灵敏度提高到90%。
在Wong等人的研究中，CRC患者中有核梭杆菌的丰度高出132倍，晚期腺瘤患者的有核梭菌丰度高出3.8倍。FIT和有核梭杆菌标志物的组合提高了CRC的检测率，敏感性为92.3%，特异性为93.0%，癌症分期之间没有显著差异。反过来，晚期腺瘤的敏感性为38.6%，特异性为89.0%。
宿主和肠道微生物群之间的分子相互作用由蛋白质、代谢物和小RNA（sRNA）、人类微RNA（hsamiRNA）和人类小非编码RNA（hsasncRNA）介导。众所周知，在CRC组织中，具核梭杆菌和Epstein–Barr病毒sRNA上调，但在相邻的正常粘膜中则没有上调。此外，具核梭杆菌和大肠杆菌可以吸收并整合粪便miRNA，从而调节细菌基因转录并影响细菌生长。Tarallo等人研究的一个令人鼓舞的结果是提取了人类和微生物sRNA特征，可用于通过宏基因组和小RNA测序（sRNA-Seq）数据的联合分析来改善CRC的诊断。
发现hsa-miR-21-5p、hsa-miR-200b-3p、hsa-miR-1290-5p、hsa-miR-4792-3p和hsa-miR-1246-3p在CRC病例中显著上调；因此，这五种hsa-miRNA可以代表该疾病的一种新的生物标志物。差异表达分析表明，hsa-miR-30-5p可能是腺瘤的候选生物标志物。