肥胖手术导致人类粪便群落中出现新的微生物菌株
利用阿拉巴马大学伯明翰分校开发的一种独特的生物信息学技术，UAB的研究人员已经在肥胖手术后的人类粪便微生物群中发现了新的微生物菌株。这些新菌株出现在手术破坏胃和上小肠之后。相比之下，研究人员发现，人类肠道粪便菌群的菌株与手术前在结肠(胃肠道的下部)中发现的菌株相似。
UAB的研究人员进行了研究病人经历两种类型的肥胖手术-Roux-en-Y胃旁路手术和袖胃切除术．在袖状胃切除术中，胃的大小变小了。Roux-en-Y胃旁路手术也减少了接收食物的胃的大小，但它还创造了一个外科旁路手术的胃的其余部分和小肠的第一部分。
“我们的研究结果表明，当你通过肥胖手术改变上消化道时，你也改变了肠道环境，导致新的肠道出现菌株的微生物凯西·莫罗(Casey Morrow)博士说，他是该研究团队的负责人，也是UAB细胞、发育和综合生物学系的荣誉教授。“在微生物对胃肠道营养和空间的竞争中，胜利者是在新的胃肠道环境中更具竞争力的新菌株。”
信息学技术在同一物种的个体菌株之间进行区分的能力促进了对人类肠道菌群的分析，以及手术可能如何改变微生物群落。人类微生物群主要由500至1000种细菌组成，这些细菌主要对人体健康有有益影响，包括调节免疫系统和影响宿主代谢和器官发育。以前对微生物群的研究已经能够确定肥胖手术后各种物种相对丰度的变化，但他们无法辨别这是否可能是由于某一特定物种的一种菌株被同一物种的另一种菌株所取代。
2017年，UAB的研究人员使用了他们的技术——基于窗口的相似单核苷酸变异(wss)，首次直接证明了粪便供体微生物在接受粪便移植治疗复发性艰难梭菌感染患者后仍保留在受者体内数月或数年。
对于发表在人类微生物组杂志12月，莫罗和他的同事分析了肥胖手术前和术后一到两年患者的粪便样本。该研究包括18名接受Roux-en-Y治疗的患者胃旁路手术6名病人接受袖状胃切除术。
当两组肥胖手术患者的粪便样本前后进行比较时，只有65%的Roux-en-Y WSS评分和75%的袖状胃切除术WSS评分高于识别相关配对的边界界限。这意味着，35%的Roux-en-Y菌群对和25%的袖状胃切除术对，发生了从一种细菌物种的微生物菌株到另一种细菌菌株的变化，在某些情况下，这些微生物群落的变化在手术后一到两年仍然存在。在大多数，但不是所有的细菌中，发现了各种细菌种类的微生物菌株的多重变化肥胖手术病人。
相比之下，五名失去乙状结肠片段(接近胃肠道末端)的手术患者，相比术前和术后样本，97%的WSS评分高于阈值，表明尽管进行了手术，但随着时间的推移，应变稳定。其中三名患者表现出一种新的微生物菌株细菌种类．另外两株没有新的菌株。这97%与没有做过手术的人在一到两年内看到的肠道菌群的稳定性相似。
莫罗说:“我们的研究首次描述了上消化道改变后粪便群落中出现的新微生物菌株。”“最可能的是，粪便群落中新菌株的起源是小肠组织相关的微生物群落。由于手术导致了永久性的生理改变，新的微生物菌株反映了胃肠道中对这些环境变化的反应。”
莫罗说:“从更广泛的意义上说，认识到人类可以携带同一种微生物的多种菌株，使我们对人类胃肠道微生物群落的复杂性有了新的认识。”它加强了我们正在进行的研究的重要性，以检查其他干扰治疗的微生物组，如抗生素和癌症化疗，对胃肠道微生物群落结构的影响。”
