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Science:移植的供者粪便菌群可在受者体内存在长达3个月

来源:生物谷 2016-05-02 20:29

2016年5月2日/生物谷BIOON/--一项新的研究有助认识在进行粪便菌群移植(fecal microbiota transplant, FMT)后病人肠道微生物组会发生什么。来自德国海德堡欧洲分子生物学实验室(EMBL)的研究人员及其同事们在每名代谢综合征病人接受FMT后对这些病人肠道中的细菌菌株DNA进行测序,发现供者细菌菌株在受者肠道中持续存在高达3个月。研究人员也研究了FMT的供者-受者相容性。相关研究结果发表在2016年4月29日那期Science期刊上,论文标题为“Durable coexistence of donor and recipient strains after fecal microbiota transplantation”。

之前的研究已证实某些供者细菌菌种在FMT后能够持续存在。这项新研究的新颖之处在于研究人员在菌株水平上分析宏观基因组的方法。

FMT,即将来自健康供者的粪便微生物移植到受者体内,已被证实能够成功地治疗复发性的艰难梭菌(Clostridium difficile)感染,而且正在被用来研究是否能够治疗许多其他的胃肠道疾病。但是受者通常在接受FMT之前短时间服用大量抗生素,这会破坏受者肠道中任何存在的微生物群落,这就使得很难评估病人在进行FMT之前和之后的肠道微生物组。

为了解决这个问题,论文共同通信作者、EMBL结构与计算生物学主任Peer Bork及其同事们对来自10名代谢综合征病人(最近未接受抗生素治疗)的粪便样品中的细菌菌株DNA上的单碱基变异进行测序,其中5人接受来自同一名健康供者的FMT,另外5人接受安慰剂治疗。研究人员在将近3个月的时间内对这些病人粪便中的细菌菌株进行了5次测序---一次测序是在移植前,另外四次测序在移植后开展。

研究人员发现,在除一名病人之外的所有病人中,供者细菌菌株仍然在移植后持续存在将近三个月---它们替换受者业已存在的细菌菌株,或者在某些情形下,它们与受者业已存在的细菌菌株共同存在。

Bork注意到新的细菌菌株要比新的细菌菌种更加容易转移到受者体内。他说,“这说得通,这是因为免疫系统识别[这些新的菌株],然而一种新的菌种被视为外来的,很容易遭受免疫排斥。”

Bork说,在接受来自相同供者FMT的5名病人当中,有3人都表现出不同的反应,这提示着不存在通用的粪便“超级供者”。相反,移植是否成功似乎依赖于供者和受者之间的相容性。

研究人员认为标准化供者粪便库支持的“一体适用”治疗方法可能在临床上并不是合适的,而应当可以考虑从粪便移植转向优化的针对特定个人的相关微生物混合物。

这项研究最为有趣的发现在于当特定微生物存在受者肠道时,供者微生物移植更容易取得成功。这些发现可能有助于在未来改善FMT。

当前的这项研究并没有研究FMT对代谢综合征的临床疗效。Bork说,对此,还需要开展更加大型的临床研究。(生物谷 Bioon.com)

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Durable coexistence of donor and recipient strains after fecal microbiota transplantation

doi:10.1126/science.aad8852

Simone S. Li1,2, Ana Zhu1, Vladimir Benes3, Paul I. Costea1, Rajna Hercog3, Falk Hildebrand1, Jaime Huerta-Cepas1, Max Nieuwdorp4,5,6, Jarkko Salojärvi7,8, Anita Y. Voigt1,9,10, Georg Zeller1, Shinichi Sunagawa1,*, Willem M. de Vos7,11,12,*, Peer Bork

Fecal microbiota transplantation (FMT) has shown efficacy in treating recurrent Clostridium difficile infection and is increasingly being applied to other gastrointestinal disorders, yet the fate of native and introduced microbial strains remains largely unknown. To quantify the extent of donor microbiota colonization, we monitored strain populations in fecal samples from a recent FMT study on metabolic syndrome patients using single-nucleotide variants in metagenomes. We found extensive coexistence of donor and recipient strains, persisting 3 months after treatment. Colonization success was greater for conspecific strains than for new species, the latter falling within fluctuation levels observed in healthy individuals over a similar time frame. Furthermore, same-donor recipients displayed varying degrees of microbiota transfer, indicating individual patterns of microbiome resistance and donor-recipient compatibilities.

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