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科研动态

ISME:粪菌移植对溃疡性结肠炎的疗效如何?且看肠道菌群呈递的证据
发布时间:2017-12-11 10:59   点击率:
导读
粪菌移植(FMT)有助于缓解溃疡性结肠炎(UC) 疾病,但是哪些因素决定了治疗的长期效果尚不明确。因此本研究对接受粪菌移植的UC患者跟踪随访超过1年时间,分析患者移植前后及供体菌群特征,以期探讨粪菌移植治疗效果与供体及患者肠道菌群特征的相关性。


文献ID
题目:Microbial shifts and signatures of long-term remission in ulcerative colitis after faecal microbiota transplantation
译名:接受粪菌移植后长期缓解的溃疡性结肠炎患者的菌群改变及特征
期刊:ISME Journal      IF = 9.664
发表时间:2017.02
通讯作者:Erwin G Zoetendal
单位:荷兰瓦格宁根大学微生物学实验室


材料与方法
样本信息
轻度到中度UC病人与供体的粪便样本:移植前(t=0,n=34)、移植后12周(t=12w,n=33);供体分为两部分:FMT-D(健康供体粪便),FMT-A(患者自身粪便)。
粪菌移植后跟踪随访超过1年时间,根据治疗情况将这些患者分为持续性缓解及复发两组。

测序手段及平台
16S rRNA基因,HITChip平台

其它分析
qPCR检测粪便样本中ButCoA基因含量
高效液相色谱检测粪便样本短链脂肪酸浓度


研究成果
1、FMT对UC患者的肠道菌群的影响
属水平的微生物组成特征揭示了健康供体与FMT治疗前后的UC病人之间存在显著差异。移植前,UC病人较健康供体有更少的Clostridium cluster XIVa,不响应患者及在治疗后12周响应但后来复发的患者的Bacteroidetes远远高于供体,而逐渐缓解的UC病人与健康供体在微生物组成上较为相似。

图1. 供体、不响应患者、响应患者的微生物组成
响应患者分为两部分:Rel为复发患者;SustRem为逐渐缓解患者。*表示丁酸产生菌。图a表示粪菌移植前(t=0);图b表示粪菌移植后12周(t=12w)。

治疗后12周,与供体相比,大部分患者Bacteroidetes含量仍然较高。移植前,UC病人的Enterococcus含量比供体高3倍;移植后,其在逐渐缓解的患者中开始减少,并达到与供体相似的水平,但在不响应患者中增加(为健康供体的7.5倍)。Clostridium cluster XIVa在不响应患者中的含量显著低于供体及响应患者,而在响应患者中恢复到与供体相似的水平。除此之外,Proteobacteria以及潜在的致病菌在不响应患者中的含量高于其在供体及响应患者中的含量。

在FMT-D移植组中,相比于不响应患者,响应患者在移植后12周与他们的供体更相似。同样的发现也存在于逐渐缓解的患者和复发的患者。然而在FMT-A组中,响应患者与未响应患者之间并没有观察到类似现象。

2、对FMT短期及长期响应的微生物特征
患者微生物的深入分析表明,对FMT响应且逐渐恢复的患者与复发患者的微生物组成存在显著差异。随访1年后逐渐缓解的患者与健康供体相似,与Clostridium clusters IV (包括F. prausnitzii以及相关的物种等)、XIVa (包括Eubacterium hallii、Roseburia intestinalis以及Butyrivibrio crossotus等)呈正相关(图2 I、II象限);相反,大部分患者治疗之前及治疗后复发的患者(图2III、IV象限)与Proteobacteria(包括Escherichia coli 、Aeromonas等潜在致病菌或者促炎菌)呈正相关,且这些样本与Ruminococcus gnavus高度相关,同时复发患者样本也与Bacteroidetes (包括B. vulgatusB. fragilis等)呈现出正相关。

如需提高FMT-A治疗UC的成功率,则治疗前微生物组成需与逐渐恢复的患者或者健康供体相似(例如图2a病人6和10)。但是,经FMT - D治疗的患者情况并非如此,治疗前微生物组成更加紊乱的患者(图2c病人7和11)经FMT-D治疗后也能够恢复。供体来源于复发患者的患者经移植后(图2d病人1、2、5及图2b)未能达到逐渐缓解的状态。

图2. 不同时间属水平RDA分析

通过预测分析证实:供体粪便不同,患者的治疗效果也不一样。在FMT-A组,患者在移植前粪便微生物组成接近于供体样本的更有可能响应,响应情况与已知的丁酸盐产生者Coprococcus eutactusRuminococcus obeum以及其他相关的微生物有显著的相关性。而且这些响应患者与未响应患者在移植前微生物组成显著不同。经FMT-D移植的患者移植前与供体的差异不是影响响应的决定性因素。

图3. 根据移植前的微生物组成用PCoA方法预测患者响应情况


研究结论
接受粪菌移植前,患者Clostridium clusters IV 、XIVa等产丁酸微生物显著减少,拟杆菌门显著增加;接受粪菌移植后,病情的逐渐缓解与Clostridium clusters IV、XIVa等产丁酸细菌及丁酸盐含量增加相关,而复发则与ProteobacteriaBacteroidetes等增加相关;Ruminococcus gnavus在FMT失败病例的健康供体中丰度较高。


亮点
粪菌移植用于治疗溃疡性结肠炎(UC)时,有人缓解有人复发。移植前后,患者和供体的菌群有什么特征?这对移植成功有什么影响?本文做了相关探索和分析。

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