当受者未接受抗生素治疗时,粪便微生物移植缺乏可预测性
粪便微生物移植——给受者来自供者的粪便物质来改变受者结肠中的肠道微生物群落——已经成为复发性艰难梭菌感染患者在多轮抑制性抗生素消除受者微生物群落后的一种成功的最后疗法。
然而,粪便微生物移植也曾被用于改变受者的新陈代谢,以减少肥胖或改变免疫力以对抗癌症,而且在这些移植中,受者在移植前没有被给予抑制性抗生素以消除微生物群落。在这些情况下,移植后最初的肠道群落是一个联合体捐赠当新的微生物菌株被引入到一个已建立的群落中时,受体微生物必须竞争。
阿拉巴马大学伯明翰分校的研究人员报告在日记中《公共科学图书馆•综合》当没有减少受体微生物群落的预处理条件时,粪便微生物移植无法改变肠道微生物群落,使其与供体的微生物群落相一致。这与经抑制性抗生素治疗后的艰难梭菌粪便微生物移植形成对比,后者在移植后长达两年的时间内可以看到供体菌株的长期稳定定植。
UAB研究人员Hyunmin Koo博士和Casey Morrow博士说:“我们分析的实际翻译表明,使用粪前微生物移植处理来减少受体微生物群落,以促进粪便微生物移植后供体微生物菌株主导的肠道微生物群落。”“此外,对单个粪便微生物移植患者进行纵向采样,结合菌株跟踪分析,以监测粪便微生物移植后微生物群落的状态,对评估粪便微生物移植的稳定性,并最终成功也很重要。”
Koo和Morrow分析了Davar等人于2021年在《科学》杂志上发表的宏基因组测序,使用了两种已建立的菌株跟踪方法,即UAB开发的WSS菌株跟踪方法和菌株水平群体基因组学工具straainphlan。WSS可以检测粪便微生物移植后,特定种类的肠道微生物的供体菌株或受体菌株是否占主导地位,而straainphlan提供了供体相关微生物或受体相关微生物的系统发育树。
Davar小组将对抗pd -1黑色素瘤免疫治疗有反应的患者的粪便微生物移植给对免疫治疗有耐药性的受体患者,因为已经看到肠道菌群的组成与动物模型和抗pd -1治疗的疗效相关癌症患者.15例患者中有6例受益。
Koo和Morrow分析了Davar小组的5个粪便微生物移植,在长达535天的粪便微生物移植后,接受微生物的菌群被多次采样。这些发表的宏基因组数据允许进行时间序列应变跟踪分析。
UAB的研究人员发现了三种Alistipes细菌种类一种副杆菌属的粪便微生物移植后,粪便中均有显性供体或显性受体菌株的模式。
相比之下,均匀拟杆菌和普通拟杆菌随时间的推移表现出个体间的振荡,出现供体或受体粪便菌株的优势。进一步增加复杂性的是,在某些情况下,两种拟杆菌的优势菌株与供体或受体菌株都不相关。另外,1株普通拟杆菌在供体和受体之间可能发生了基因重组事件。
莫罗说:“在粪便微生物移植后的长时间内,粪便优势供体、受体或不相关菌株的出现的复杂振荡模式为粪便微生物移植后微生物群落与受体相互作用的动力学提供了新的见解。”“我们分析的结果对粪便微生物的使用有影响移植可以预见地改变肠道群落在新陈代谢和宿主免疫方面的生物功能。”