粪便移植模型预测细菌将蓬勃发展

粪便微生物移植(FMT)是一种治疗策略等疾病艰难梭状芽胞杆菌(c . diff)和其他一些影响肠道传染病、自身免疫性疾病。从健康捐献者在FMT,凳子是转移到接收方。成功,捐赠者细菌必须高度,或嫁接,收件人的肠道,但力量影响移植和增长很大程度上是未知的。

在2月14日发表的一篇论文细胞宿主和微生物,科学家们提供了一个统计模型预测细菌菌株FMT后嫁接。它是第一个预测策略,开发一个基于微生物合成probiotic-a生物疗法作为药物。研究人员还发现,接受者获得新的细菌,以前未被发现的捐献者和接受者,这表明post-FMT微生物菌株的混合物从捐赠者,收件人,和环境。此外,他们知道收件人微生物和免疫状态也有FMT角色成功。

“这篇论文提供了一个上下文理解如何让这些活生物疗法替代传输原始粪便物,”文章的第二作者Eric j . Alm说微生物信息中心和联合治疗(CMIT)麻省理工学院。“我们描述一个模型关注三个要素,包括细菌移植,成长,和作用机理,需要考虑在开发这些活疗法针对肠道微生物,或微生物,”他说。

科学家们研究了20个患者c . diff感染治疗FMT。利用高分辨率深宏基因组基因测序,科学家们研究了本能的微生物群的捐赠者和接受者FMT前后4个月。他们测量每个应变的应变类型和丰富捐赠者和接受者建立预测模型的存在和丰富菌株在FMT后收件人。

FMT后,大约30%的捐赠细菌道收件人,和最丰富的品种更有可能灌输。“重要的是要知道在设计microbiome-based这样的治疗,”第二个文章的第二作者Ramnik j·泽维尔说,马萨诸塞州综合医院胃肠病学部门的主任和CMIT主任。

“如果一种药物只有在30%的病人,你把它放在你的药物是30%的最大功效。”The team detected an unusual "all of nothing" behavior in the 30 percent of engrafted strains. If the donor had five different strains of a bacterial species, for example, all five strains transferred into the patient. They also found that, if the recipient already had some of the strains found in the捐赠,这些菌株嫁接的概率更高。

从他们的模型,研究小组显示的数量每道菌株生长在收件人也可以预测。

“再一次,这是一个重要的信息,因为你想知道菌株是否能被发现在微量水平或高水平,以便它可以生产你想要的代谢物,”泽维尔补充道。

团队开发和应用这个模型不仅c . diff患者与其他疾病,但在其他研究包括代谢综合征。

“我们正处在一个最大的疾病治疗,正在开发基于人类source-bugs,”泽维尔说。“这些bug,或者微生物,将会有许多疾病的潜在影响。”