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扩大粪便微生物群移植(FMT)临床应用仍需明确其发挥功能的背后机制

 菌心说 2023-07-08 发布于北京

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本文转自华山抗生素所公众号。
摘译:胥腾  审校:秦晓华
粪便微生物群移植(FMT)最常用于治疗复发性艰难梭菌感染(rCDI),然而不同研究给药途径和研究设计不同,治疗成功率也从60%到90%不等。伊朗Shahid Beheshti大学Yadegar等在Cell Host & Microbe发文,对130多项研究进行综述,总结了FMT成功治疗rCDI机制的最新证据,并提示了该领域未来的研究方向。
微生物群移植
成功将供者的微生物群引入患者肠道内是FMT发挥疗效的关键。作者认为影响菌群植入的因素有三点,即供者肠道中细菌相对于受者肠道中细菌的适应性(fitness)、受者肠道内固有的菌群及其组成,以及受者在接受FMT之前是否使用过抗生素为待植入的供体微生物创造生态位。
如何评价微生物群移植是否成功尚未被标准化,且在受者粪便样本中检测到的菌种数也很大程度上取决于测序技术的深度。宏基因组学的应用使人们得以更精确地评估微生物群的移植情况,但是由于大多数的宏基因组学研究仅比较了治疗成功的rCDI病例在接受FMT前后的肠道微生物群分布,因此尚无足够证据将移植后微生物群与临床治疗结局相互关联。
供受者匹配
临床上通常会招募健康、经细致筛查的个体作为FMT供者。对供者和受者微生物群进行精细分类和代谢分析将更好地为临床决策提供信息。例如对患者的饮食和遗传背景,以及供者的微生物群与受者微生物群组成的匹配程度进行评估。
作者指出当前大多数研究侧重对FMT前后患者粪便样本微生物群组成进行分析描述,而缺乏对微生物的功能性分析,宿主与微生物相互作用仍然未知。在艰难梭菌的临床研究中通常不包括饮食和宿主遗传学在内的生态因素,但对FMT无响应的rCDI患者来说,这些因素可能是导致治疗失败的重要原因。
根据饮食模式和偏好将供者-受者组合进行配对可以提高FMT的疗效,因为这种情况下供者来源的微生物群可以预先适应受者的饮食习惯。作者团队也正在研究供者和受者的饮食如何影响FMT治疗结果。
病毒和真菌的潜在角色
大多数FMT研究关注人类微生物组中的细菌。然而,病毒和真菌或许也发挥了作用。噬菌体可能在FMT中发挥了作用。例如有研究显示患者体内高水平的供者来源的有尾噬菌体目与FMT疗效相关,而另一项小型体内研究使用携带噬菌体但不含活细菌的健康捐赠者的粪便滤液成功治疗了5名rCDI患者。
当前对微生物组中真菌如何在FMT中发挥作用知之甚少。然而早期研究显示在接受FMT治疗成功的rCDI患者中,酵母菌属和曲霉属的相对丰度较高,而念珠菌属丰度过高则可能与治疗失败相关。
此外,为了探索FMT发挥作用是否需要活细菌,作者团队等正在进行一项研究将传统FMT与不含活细菌但含所有其他成分的粪便滤液进行比较,观察是否可以在rCDI中取得类似的治疗成功率。
作者强调我们对于FMT在治疗复发性艰难梭菌感染中发挥作用的机制理解仍然不完整。生态、代谢、免疫和表观遗传等领域不同深度的研究正在进行,但具体机制仍不清楚,而粪便中对FMT临床疗效有贡献的成分(细菌、病毒、真菌、特定代谢物)也仍未完全阐明。最近的研究分析将宏基因组学与预测模型相结合显示抗生素治疗、受者固有微生物群以及供者-受者匹配性是移植成功的重要决定因素,且所建立的生态统计学方法为未来研究提供了可行框架。     
点评
该综述提示需要更深入地了解FMT治疗成功的内在机制,从而进一步提高其有效性。除临床研究外,动物模型和其他模型(例如类器官、芯片器官)也可作为实验平台,尽管在结果解释和应用方面存在局限性,但这些模型对于建立机制、确认因果关系和识别因果成分可能有提示和补充作用。
原文及链接
Yadegar, Abbas et al. Beneficial effects of fecal microbiota transplantation in recurrent Clostridioides difficile infection. Cell Host & Microbe, Volume 31, Issue 5, 695 - 711.

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