患者接受抗生素治療之前，請先複製儲存一份你的糞便樣本！

文獻導讀：

抗生素在患者中的使用可能會導致人腸道中長期定殖的細菌發生改變。由於腸道菌群的改變會增加一些疾病患病的風險，因此抗生素治療都可能是短期收益與長期風險之間的一場博弈。

文獻介紹

• 英文標題: Reconstitution of the gut microbiota of antibiotic-treated patients by autologous fecal microbiota transplant.

• 中文標題：通過自體糞便移植重建患者抗生素治療後的腸道菌群。

• 作者: Ying Taur (First Author). Eric G. Pamer1 & Joao B. Xavier(Corresponding Author) [專業領域：Computer models and quantitative experiments of biofilm and cancer growth]

• 單位：Memorial Sloan Kettering Cancer Center, New York, NY 10065, USA.

• 期刊: Science Translational Medicine; 影響因子: 【16.71】Doi號: 10.1126/scitranslmed.aap9489.

摘要

目的：在異基因造血幹細胞移植（Allo-HSCT）中，抗生素治療對於臨床治療結果至關重要，但其顯著破壞腸道微生物群多樣性，導致許多有益微生物的喪失，增加了後續感染的風險,而這並未在臨床上引起關注。本文探究：如果在患者接受抗生素治療之前，先儲存一份糞便樣本，抗生素治療以後再將原生的糞便移植回患者體內是否會有效降低抗生素對腸道菌群的破壞。
設計：一項自體糞菌移植與無干預的隨機對照臨床試驗分析了25例Allo-HSCT患者（其中14例進行接受抗生素治療前的自體FMT，11例作為對照）的腸道菌群變化。
結果：自體FMT干預增強了患者腸道菌群的多樣性，並恢復了患者在接受治療之前的腸道菌群狀態。
結論

背景介紹

接受抗生素治療通常會破壞患者腸道菌群並增加腸道感染的風險，但尚未在臨床中得到重視。在接受Allo-HSCT的患者中，通常給予抗生素治療以降低感染的風險。然而關於Allo-HSCT患者的研究表明，腸道菌群在接受治療期間會發生明顯改變，其中包括具有免疫調節的專性厭氧菌，如梭菌綱和擬桿菌門。這些改變對Allo-HSCT治療的臨床結果也存在顯著效應。在接受Allo-HSCT治療時， 失去腸道菌群多樣性通常與的患者較高死亡率相關。

技術路線圖

結果

1. Allo-HSCT治療後腸道菌群多樣性消失 16S測序分析了3237個縱向收集的753名患者的糞便樣本，接受Allo-HSCT治療患者的腸道菌群多樣性在接受治療之前較高，但隨著抗生素治療的介入而下降[Fig.1]。對於許多患者而言，低生物群落多樣性持續超過造血細胞植入時間，這是免疫重建開始的關鍵時期。造血幹細胞植入時腸道菌群多樣性較低（IS<4）時的患者死亡率較高。

2. 自體FMT恢復患者腸道菌群 受試者在開始Allo-HSCT治療之前提供糞便，將其冷凍並儲存。將符合條件的受試者隨機分配接受自體FMT和不接受自體FMT治療組。在造血幹細胞植入後將患者隨機分配到治療組，並使用患者先前儲存的糞便進行自體FMT移植。接受自體FMT的患者腸道菌群的多樣性和組成相似性恢復到Allo-HSCT治療之前水平[Fig.2]。

3. 自體FMT重建腸道菌群 使用（t-SNE）演算法對資料進行降維表明：一些患者幾乎重新獲得了完全的腸道菌群的相似性，但其他患者很難再達到Allo-HSCT之前多樣性。儘管在Allo-HSCT治療後患者腸道菌群發生了顯著變化，但接受自體FMT的14名患者仍然恢復了Allo-HSCT之前的多樣性和組成。相比之下，未接受自體FMT治療的11名對照患者，未能將腸道菌群恢復到Allo-HSCT之前的水平。為了量化自體FMT對腸道菌群的效應，作者開發了一種混合效應模型，該模型考慮了多種臨床引數（抗生素，時間和患者腸道菌群特異性）。結果表明[Fig.3]自體FMT使得腸道菌群多樣性的顯著增加，使IS多樣性指數平均增加63.8％，而在對照組患者中增加38.7％。接受自體FMT移植的Allo-HSCT治療患者腸道菌群組成相似性也表現出更好的恢復性。結果表明自體FMT不僅恢復了多樣性，還恢復了患者個體腸道微生物組分。

4. 自體FMT的效應機制: 作者比較了每個接受自體FMT治療患者的三個時間點資料：Allo-HSCT之前,樣本隨機化之前和隨機化之後的腸道菌群樣品。 結果表明許多最初存在的腸道微生物共生菌在Allo-HSCT的治療組和對照組中均有丟失的現象。自體FMT恢復了治療組中許多丟失的共生菌（Fig.4A），如Lachnospiraceae，Ruminococcaceae和Bacteroidetes[Fig4B]。作者隨後使用Shotgun sequencing（四個自體FMT患者和四個對照樣本）來確定自體FMT是否還恢復因 Allo-HSCT治療而丟失的腸道菌群功能。分析表明，對照組患者的腸道菌群出現幾種微生物基因家族缺乏。但這種損失在自體FMT治療的患者中得到了改善。最值得注意的是，對照組患者的隨機化後腸道菌群富含抗微生物肽抗性，和微生物毒力，生物膜形成和細菌鞭毛組裝相關的功能通路。
   
   

討論

本文研究了自體FMT作為一種策略，用於修復Allo-HSCT期間抗生素治療引起的腸道菌群損傷。自體FMT干預後觀察到重要的共生微生物如Lachnospiraceae，Ruminococcaceae和Bacteroidetes在自體FMT治療組的受試者中成功重建。使用混合效應模型的統計分析得出結論，自體FMT改善了腸道菌群的多樣性並恢復了患者的腸道菌群組成，該模型顯示其他因素（包括飲食）的次要作用，雖然飲食攝入可影響健康個體的腸道菌群組成，但與Allo-HSCT中觀察到的極端組成變化相比，其影響通常很小。其次，將患者隨機分配到治療組或對照組降低了飲食和其他因素對結果的影響。在Allo-HSCT治療後的關鍵早期免疫重建階段，自體FMT程式具有良好的耐受性並有效地重建了腸道菌群。已經證明了自體FMT作為臨床干預措施的前景，可以將腸道菌群多樣性恢復到認為對患者安全的水平，從而逆轉廣譜抗生素治療對接受Allo-HSCT治療患者的破壞性影響。

優缺點

優點：抗生素治療會顯著破壞人腸道菌群組成和功能並增加腸道感染的風險，但抗生素損壞的腸道菌群尚未在臨床實踐當中引起重視。通過在接受治療之前，將自體的糞便進行儲存，在接受相應治療之後再將自體的糞便移植回宿主體內，幫助患者迅速重建被損害的腸道菌群的結構和功能，為將來的疾病治療開闢了一條新的途徑。

缺點：許多的疾病都與腸道微生物存在密切的關聯，將患者自體的糞便在接受治療之前進行儲存，儲存的樣糞便本很有可能是處在不健康的狀態（如大量共生微生物的丟失），進行自體FMT移植也只能是恢復到患病前的狀態，應該將自體FMT和異源FMT（來自健康的個體的糞便樣本）進行比較。儘管在混合效應模型中考慮了一些因素的影響，但是不能排除其他因素對自體FMT效果的影響。不同型別的抗生素對腸道菌群的影響效應不一，也可能會導致自體FMT的療效不理想。

應用

在臨床實踐當中，需要充分考慮到腸道微生物在臨床治療策略上的潛在價值。

文獻參考與相關連線

[1]點選檢視原文獻
[2]AlloHSC
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