联合微生物组与代谢组学分析发现克罗恩肠炎
联合微生物组与代谢组学
分析发现克罗恩肠炎与硫代谢相关
供稿人:杨亚鹏整理编辑:谢许茵
题目：IntegratedmicrobiotaandmetaboliteprofileslinkCrohnsdiseasetosulfurmetabolism
发表期刊：NatureCommunications
发表时间：.8.28IF：12.
通讯研究者：DirkHaller
发表单位：TechnicalUniversityofMunich
DOI：10./s---11.研究摘要：
肠道微生物和代谢物的改变与炎症性肠病的发病机制有关。对接受自体造血干细胞移植的克罗恩病患者的纵向队列进行了微生物群和代谢物分析，并对部分无药物缓解患者的治疗进行了研究。通过比较有反应并保持缓解、有反应但经历了疾病复发的患者和对治疗没有反应的患者，作者确定了与疾病活动相关的共同功能特征。当这些功能特征菌群被转移到无菌小鼠身上时，这些功能性特征的菌群可以重现疾病的状态。综上所述，整合来自人类队列和小鼠的微生物群和代谢物图谱联合分析改善了疾病结局的预测模型，可以识别涉及硫代谢的细菌-代谢物相互作用网络，这是与克罗恩病疾病活动相关的关键机制。2.研究背景：
克罗恩病(CD)是一种慢性缓解、复发性的胃肠道炎性疾病。疾病的发病机理被认为是由基因、环境、免疫和微生物因素的复杂相互作用驱动的。为了阐明肠道微生物群在CD中的致病作用，大量的横断面研究表明，与CD相关的生物失调的特征是肠道细菌多样性减少，以及某些分类群的相对丰度变化，如Fusobacterium,Escherichia,Faecalibacterium,Roseburia,Ruminococcaceae,Peptostreptococcaceae,Christensenellaceae,andCollinsella。微生物群的代谢活动在维持宿主的重要生理过程中起着核心作用，包括能量获取、抵御病原体和调节宿主免疫。代谢物谱的改变与微生物组的功能变化和IBD的发展有关。首先，微生物学研究显示了IBD和健康受试者之间基于代谢物谱的显著差异，并确定了与疾病状态相关的特定化合物。
在这项研究中，作者利用了自体造血干细胞移植(HSCT)治疗干预措施严重和高度难治性CD患者，部分患者具有显著和预期的效果，使他们进入无药物缓解期，有些患者随时间推移而复发。在该研究中，76%的移植性CD患者在移植后26周实现了无药物缓解。50%的患者在移植后5年仍对治疗有反应。此外，大多数治疗难治的患者对随后的IBD药物治疗恢复了反应，这表明HSCT有效地改变了大多数患者的重症CD的病程进展。
为了在微生物功能上将CD患者经HSCT治疗后粪便微生物组和代谢组的变化与临床反应联系起来，作者采用了整合的多组学方法，并在人源化的悉生小鼠中进行了实验验证。在表型特征良好的HSCT患者队列中使用这种方法，可以识别与疾病进展过程中治疗失败或成功相关的微生物功能指纹，并提高我们对肠道微生物失调对严重CD病理的贡献的理解。3.研究结果：3.1CD的个体化肠道微生物变异
研究人员对29例接受HSCT治疗的CD患者在移植后5年内的不同时间点的粪便微生物群特征进行了描述。在基线(n=15)和HSCT后采集的份粪便样本进行了16SrRNA基因测序，包括活动期疾病(n=30个未缓解期和n=5个复发期)或非活动期疾病(n=83个缓解期；图1A)。按疾病活动对微生物概况进行分层显示，在CD活动性疾病患者中，群落丰富度和α多样性降低(图1B)。β-多样性分析显示，活动期疾病患者(HSCT之前和之后)与非活动期疾病患者(HSCT之后)之间的微生物特征存在显著分离；(图1c)。
为了假设微生物群的特定功能与疾病活动相关，基于16SrRNA基因测序数据推断微生物群的功能内容。确定了从活动性或非活动性疾病患者采集的样本中平均丰度存在显著差异的KEGG模块。(图1D)。通过分析患者之间差异丰富的功能模块，确定参与硫转运系统和其他离子转运系统(如钼酸盐和镍)的代谢途径在活动性疾病中富集(HSCT后)，而在非活动性疾病中富集的功能是基本生物合成过程(HSCT后；图1D)。使用判别LEfSe分析(线性判别分析效果大小)来识别差异丰富的菌属发现，患有活动性疾病的CD患者富含Enterococcus,Fusobacterium,Haemophilus,Megasphaera,Campylobacter，而患有非活动性疾病的CD患者富含Roseburia,Christensenellaceae,Oscillibacter,andOdoribacter(图1E)。使用随机森林分类器来预测人类队列中的不同疾病类别表明，该模型可基于疾病活动性或基于HSCT后的临床结果对CD患者进行分类。
Fig1:克罗恩病的个体化肠道微生物变异
图片来源于：
转载注明：
http://www.hweas.com/zlyz/13085.html
- 上一篇文章： 罗威纳犬价格年罗威纳犬幼犬售价多
- 下一篇文章： 肠毒肠炎抗原虫首选肠毒必求
>