作为消化道的重要组成部分，结肠发挥着吸收食物中多余的水分和盐分，同时储存固体排泄物的作用。溃疡性结肠炎（UlcerativeColitis,UC）是一种结肠和直肠的长期存在炎症和溃疡的疾病，目前，临床上用于治疗炎症性肠病的药物既有小分子化学药物，如JAK-1抑制剂；也有抗体类药物，如TNF拮抗剂等。近年来，大量的临床试验证明，粪便微生物移植（FecalMicrobiotaTransplantation,FMT）是一种有效治疗多种胃肠道疾病的手段，超过一半的患者在得到积极治疗后表现出了临床效应，包括溃疡性结肠炎。然而，在FMT治疗溃疡性结肠炎的过程中，其潜在的微生物基础、治疗结果的预测因素和介导有益疗效的最终活性成分仍不清楚。近日，发表于胃肠病学顶级期刊Gastroenterology（IF=20.）的一篇研究结果为这些问题提供了答案。
该文章标题为SpecificBacteriaandMetabolitesAssociatedWithResponsetoFecalMicrobiotaTransplantationinPatientsWithUlcerativeColitis，发表于年2月。研究者募集了14名健康人员作为粪便菌群供体，对81名溃疡性结肠炎患者进行了两个阶段的临床试验：第一阶段的双盲试验中，随机将患者分为两组，进行结肠镜灌注之后分别接受健康人群捐献的粪便微生物或安慰剂移植，5天每周，共实施8周，分别在第0周，第4周，第8周收集粪便等检测样本，并在试验结束后进行8周的随访；第二阶段的开放标记试验中，对双盲试验阶段中安慰剂组的患者进行FMT治疗，接受固定来源的粪便微生物移植，5天每周，共实施8周，分别在第0周，第4周，第8周收集粪便等检测样本，并在此阶段试验结束后也进行8周的随访。
利用16srRNA测序技术对第一阶段试验收集的粪便样本中的菌群组成进行分类学鉴定，结果显示，FMT治疗组中表现出临床应答的患者粪便中Eubacteriumhallii，Roseburiainulinivorans，Ruminococcusbromii的丰度和Eggerthella的种类都明显较高。进一步的分析发现，苯甲酸降解、甘油磷酸代谢、次级胆汁酸生物合成、PPGPP生物合成以及淀粉降解等代谢通路与有益的治疗效果相关，而参与这些代谢通路的细菌包括Eubacterium，Ruminococcus，Lachnospiraceae和Roseburia,Dorea等。相反的，另外一些细菌，如Fusobacterium，Sutterella，Haemophilus，Escherichia，Megamonas等则与无明显效果的治疗结果相关（图一）。为了确认分类鉴定的结果，研究者采用宏基因组鸟枪测序进行了分析，得到了类似的结果。随后，通过非靶向代谢组学的检测，进一步对比了两种治疗效果相关的代谢产物的情况，筛选出了FMT治疗后和Baseline具有种差异代谢产物，其中包括血红素、赖氨酸、去氢胆酸盐和生物素等，其中15种在有益或无效治疗的FMT组样本中表现出一致的变化，说明这15种代谢产物与治疗效果无关。
图一
双盲试验中所观察到的现象后续在开放标记试验中得到了验证。16srRNA测序和宏基因组鸟枪测序对这一阶段的收集的样本进行分析，结果显示，FMT治疗后，患者的粪便和肠道粘膜中微生物的α多样性显著提高。综合整个研究，作者提出了在FMT中产生有益疗效的因素包括供体样品中的Eubacterium和Roseburia菌群等以及它们介导的短链脂肪酸和次级胆汁酸的代谢；而Fusobacterium和Sutterella菌群等以及它们介导的血红素和脂多糖的代谢与阴性的治疗效应相关（图二）。
这项研究解释了FMT治疗效果中的微生物机制，对后续的FMT试验开展有较高的指导意义。医生可以通过筛选供体微生物菌群，有针对性的进行移植，从而提高有益治疗的可能性和比例。
图二
参考文献BorodyTJ,BrandtLJ,ParamsothyS.Therapeuticfecalmicrobiotatransplantation:currentstatusandfuturedevelopments.CurrOpinGastroenterol;30:97–.ParamsothyS,RosensteinAK,MehandruS,etal.Thecurrentstateoftheartforbiologicaltherapiesandnewsmallmoleculesininflammatoryboweldisease.MucosalImmunol;11:–.ParamsothyS,NielsenS,KammMA,etal.SpecificBacteriaandMetabolitesAssociatedWithResponsetoFecalMicrobiotaTransplantationinPatientsWithUlcerativeColitis.Gastroenterology.Apr;(5):-.
苏州帕诺米克生物医药科技有限公司
帕诺米克代谢组学
帕诺米克代谢组学平台
