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Genome Med:机体肠道微生物组或与类风湿性关节炎患者的预后存在密切关联

  1. 肠道微生物组
  2. 类风湿性关节炎
  3. 预后
  4. 生物标志物
  5. 疗法

来源:本站原创 2021-09-17 00:26

来自梅奥诊所等机构的科学家们通过研究发现,类风湿性关节炎患者是否会在病程中得到改善的一个重要指标或许部分就存在于其机体肠道中。

2021年9月17日 讯 /生物谷BIOON/ --类风湿性关节炎(RA,rheumatoid arthritis)是一种慢性疾病,主要以关节炎症和疼痛为特征,最终可能会导致骨质和软骨侵蚀、关节畸形以及活动能力丧失,这种复杂的疾病影响着近130万美国人。过去十年的快速研究进展表明,肠道微生物组的失调或许是类风湿性关节炎的一个关键标志;然而,肠道微生物组和RA疾病活动的临床改善之间的关系目前研究人员还并不清楚。近日,一篇发表在国际杂志Genome Medicine上题为“Gut microbial determinants of clinically important improvement in patients with rheumatoid arthritis”的研究报告中,来自梅奥诊所等机构的科学家们通过研究发现,类风湿性关节炎患者是否会在病程中得到改善的一个重要指标或许部分就存在于其机体肠道中。

图片来源:https://genomemedicine.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13073-021-00957-0

研究人员指出,预测患者未来RA的预后可能是通过对生存在其胃肠道中数万亿的细菌、病毒和真菌(统称为肠道微生物组)进行深入研究才能知道;本文研究结果表明,肠道微生物组和患者RA的预后之间或许存在密切关联。这是迄今为止首个研究利用肠道微生物组数据来预测RA活动的临床改善,而不依赖于对其病情的最初测定或此前的治疗。

这项研究中,研究人员在两次独立的临床随访过程中对来自32名RA患者的粪便样本进行了全面的精准化基因组分析(称之为鸟枪法宏基因组测序,shotgun metagenomic sequencing),他们调查了患者机体的肠道微生物组与临床疾病活动中最小的有意义改变之间的关联,研究者发现了肠道微生物组的多个特征或与其疾病未来预后有关联。通过观察患者机体基线肠道微生物组的图谱,研究人员发现了最终疾病得到改善和未得到改善的患者之间的确存在明显不同的微生物组特征。让他们惊讶的是,依据最终的临床结果,参与者机体的肠道微生物组不仅能以不同的生态状态开始,还会以不同的方式生长和发展。

接下来,研究人员使用深度学习人工智能技术(AI)预测了是否患者的疾病能够得到临床改善,总体而言,其预测性能的准确率能达到90%,这就展示了一种概念验证,即肠道微生物组和人工智能技术的整合在理论上都能帮助预测RA的疾病进程。随着进一步发展,诸如此类预后生物标志物就能帮助识别那些通过既定疗法实现疾病早期临床改善的患者,从而就能使其免于承担其它不太可能有效的疗法的费用和风险。反之,这种工具还能发现那些疾病症状不太可能改善的患者,从而就能让临床研究人员更加密切地对其进行监测。

类风湿性关节炎患者肠道微生物组样本的主坐标分析(PCoA)排序图。

图片来源:Gupta, V.K., et al. Genome Med 13, 149 (2021). doi:10.1186/s13073-021-00957-0

长期以来,科学家们一直怀疑肠道微生物组在RA以及多种其它炎性和自身免疫性疾病发病过程中扮演着重要角色,巨大的微生物群体能帮助消化食物,并能调节机体的免疫系统功能,从而保护抵御致病菌的侵袭。研究者强调,每个人机体的微生物组都是独特的,其由遗传、饮食和环境影响的复杂因素组成,这些差异阐明了为何RA患者的症状差异很大,这反过来又会使得治疗和预测患者的临床治疗结果如此困难。

本文研究突出了计算生物学家和临床医生在解决医学复杂问题方面的重要合作关系,如今研究人员正在开发一套新型数据驱动工具,来帮助进行RA的早期检测、诊断、预后评测和治疗,因此他们计划探索更多方法来将本文研究结果转化为新型的生物标志物和治疗手段。综上,研究者认为,修饰肠道微生物组来增强RA患者的临床预后或能作为一种治疗RA的新型疗法,这或许也会彻底改变临床上护理患者的方式。(生物谷Bioon.com)

原始出处:

Gupta, V.K., Cunningham, K.Y., Hur, B. et al. Gut microbial determinants of clinically important improvement in patients with rheumatoid arthritis. Genome Med 13, 149 (2021). doi:10.1186/s13073-021-00957-0

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