粪便微生物群移植预防急性移植物抗宿主病:供体效应的关键发现与意义

【字体: 时间:2025年01月26日 来源:Nature Communications

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  在异基因造血细胞移植(alloHCT)中,肠道微生物群紊乱与急性移植物抗宿主病(aGVHD)风险增加相关。研究人员开展了粪便微生物群移植(FMT)预防 aGVHD 的研究。结果显示 FMT 安全有效,且供体存在显著差异,这为精准选择供体提供依据。

  在现代医学的造血干细胞移植领域,异基因造血细胞移植(alloHCT)是许多血液疾病患者重获新生的希望之光。然而,一个棘手的难题却如同阴影般笼罩着这一治疗手段 —— 急性移植物抗宿主病(aGVHD)。即便使用了标准的免疫抑制预防措施,仍有近一半接受 alloHCT 的患者会患上 aGVHD。它是移植物对宿主组织发起的免疫攻击,胃肠道、皮肤和肝脏等都是其攻击的 “目标”,严重影响患者的生存质量,甚至危及生命,极大地限制了 alloHCT 的治疗效果 。
与此同时,科学家们发现肠道微生物群在这一过程中扮演着重要角色。在 alloHCT 后的早期,肠道微生物群的紊乱与 aGVHD 的发生和严重程度密切相关。比如,一些能分解结肠黏蛋白聚糖的微生物增多,会让肠道细菌与免疫系统接触更紧密,加重 aGVHD;而共生肠道微生物产生的丁酸则可能对 aGVHD 有保护作用。这些发现让人们看到了新的希望,能否通过恢复肠道微生物群来预防 aGVHD 呢?于是,粪便微生物群移植(FMT)这种新兴的治疗方法进入了研究人员的视野。此前已有非随机研究显示 FMT 在部分 aGVHD 患者治疗中取得了不错的效果,但仍缺乏更严谨的研究来证实其在预防 aGVHD 方面的作用,也不清楚如何选择最佳的供体。

为了解开这些谜团,来自 Fred Hutchinson 癌症中心和华盛顿大学等机构的研究人员开展了一项重要研究。他们设计了一项随机、双盲、安慰剂对照试验,旨在探究在 alloHCT 早期进行健康供体的 FMT 是否能降低严重 aGVHD 的发生率。

研究人员用到了几个主要关键的技术方法。首先是对患者和供体的粪便样本进行 DNA 提取,然后利用 Illumina 测序技术构建测序文库并进行测序,获得微生物的基因信息。通过 MetaPhlAn4 软件进行物种分类注释,确定微生物的种类和丰度。同时,使用 SameStr 方法进行菌株水平的分析,明确微生物的来源。此外,还运用多种统计分析方法,对数据进行处理和解读。

下面来看具体的研究结果:

  • 患者特征与不良事件:共有 20 名患者接受了 FMT 并进行临床结局评估。FMT 过程中,19 名患者完成了计划治疗,1 名患者因巨细胞病毒血症和皮疹中断,但后来证实与 FMT 无关。大多数患者出现了 1 - 2 级的胃肠道症状,不过没有发生 3 级及以上的治疗相关不良事件。虽然出现了两例剂量限制性毒性事件(DLTs),但均被认为与 FMT 无关。
  • 临床结局:所有幸存者都完成了 180 天的随访。在随访期内,非复发死亡率为 0%,15% 的患者复发。3 名患者(15%)发生了 III - IV 级 aGVHD,且均接受了供体 1 的 FMT;还有 3 名患者发生了 II 级 aGVHD。总体而言,II - IV 级 aGVHD 的发生率为 30%。
  • FMT 对微生物群多样性和组成的影响:研究人员分析了 80 个样本,发现患者基线时的微生物群多样性低于供体,在移植过程中进一步下降,而 FMT 后微生物群多样性显著增加,甚至超过基线水平,接近供体微生物群多样性。通过聚类分析发现,FMT 后样本的微生物群组成明显向供体方向转变。
  • FMT 效应的供体依赖性:研究发现,供体 3 的平均定植率在物种水平达到 67%,显著高于供体 1 和 2。在菌株水平,虽然各供体的平均定植率相近,但供体 2 的定植情况差异较大。此外,供体 3 与更高的移植后微生物群 α 多样性和更大的微生物群组成向供体转变的幅度相关。而所有 3 例严重 aGVHD 都发生在接受供体 1 的 FMT 的患者中,进一步分析发现,供体 1 中的一种菌株 SGB9342 与严重 aGVHD 相关。
  • 随机阶段的供体选择:综合各项指标,供体 3 在物种和菌株水平的定植率都较高,且与最少的关键临床事件相关,因此被选为随机阶段的唯一供体。

在研究结论和讨论部分,本次研究表明高剂量的口服封装 FMT 作为 alloHCT 患者标准 GVHD 预防的辅助手段是可行且安全的,能够有效恢复微生物群多样性并使微生物群组成向供体方向转变。研究还发现了供体选择对 FMT 效果的重要影响,即存在 “供体效应”。供体 3 表现最佳,这可能与其微生物群中双歧杆菌属及其物种青春双歧杆菌的高丰度有关,青春双歧杆菌可通过产生短链脂肪酸等机制,营造有利于减轻炎症的微生物群落环境 。不过,研究也存在一定局限性,比如样本量较小,移植平台存在异质性等。但总体而言,该研究为后续进一步探究 FMT 预防严重 aGVHD 的效果奠定了坚实基础,为精准选择供体提供了重要依据,有望推动 FMT 在临床治疗中的广泛应用,为更多 alloHCT 患者带来新的希望。该研究成果发表在《Nature Communications》上,为该领域的研究开辟了新的方向,吸引着更多科研人员深入探索这一充满潜力的治疗方法 。

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