推薦語：一些隨機(jī)對照試驗表明糞菌移植（FMT）治療潰瘍性結(jié)腸炎（UC）有效，但仍需要進(jìn)一步確定發(fā)揮作用的微生物群及其免疫影響，以便開發(fā)更有效的基于微生物群的UC治療方法。Gastroenterology發(fā)表的研究成果，通過對FMT供體和受體糞便樣本（干預(yù)前后）進(jìn)行宏基因組分析，分類和測序IgA包被的細(xì)菌（IgA-seq）來確定免疫反應(yīng)的菌群，找到了FMT中發(fā)揮關(guān)鍵作用的細(xì)菌Odoribacter?splanchnicus。通過小鼠實驗，進(jìn)一步揭示，O. splanchnicus作為關(guān)鍵菌，通過代謝產(chǎn)丁酸、促進(jìn)Treg細(xì)胞分化、誘導(dǎo)IL-10的分泌抑制小鼠結(jié)腸炎癥。本研究結(jié)果或可用于改善FMT，提高微生物治療UC的療效。

?

名詞釋義?

CTM：核心可轉(zhuǎn)移微生物群

(N) RTM：（無）應(yīng)答者核心可轉(zhuǎn)移微生物群

SCFA：短鏈脂肪酸

實驗分組：DON-供體組，PRE-受體FMT前組，WK4-受體FMT 4周組

中文標(biāo)題：對糞便菌群移植有效果的潰瘍性結(jié)腸炎患者中的可轉(zhuǎn)移的IgA包被的O.?splanchnicus可抑制結(jié)腸炎癥

發(fā)表期刊：Gastroenterology ???

IF：22.682

?主要研究結(jié)果?

1.?定義與FMT臨床反應(yīng)相關(guān)的CTM

對60例樣本（DON、PRE和WK4 各20例）的宏基因組測序結(jié)果顯示，無論臨床表型如何，F(xiàn)MT 4周后，受體人群糞菌組成明顯向供體人群偏移。根據(jù)患者患病率臨界值≥50%和微生物相對豐度臨界值≥0.1%，發(fā)現(xiàn)有17種細(xì)菌屬于CTM，其相對豐度中位數(shù)分別在供體、FMT 4周樣本組，以及應(yīng)答和非應(yīng)答受體組中無顯著性差異。同時，CTM相對豐度增加和FMT 4周的臨床評分下降間無顯著相關(guān)性。

分別對WK4的應(yīng)答和非應(yīng)答受體組篩選CTM，并排除非應(yīng)答受體組中的NRTM后，發(fā)現(xiàn)12種細(xì)菌僅為應(yīng)答組中存在的RTM，定義為RTMunique，其相對豐度的變化與臨床評分存在線性相關(guān)性（P =0.0014）。菌株水平分析顯示，51%的RTMunique來源于DON組。利用RTMunique相對豐度變化構(gòu)建的診斷模型能有效預(yù)測另一項54人的獨立隊列的臨床反應(yīng)（AUC=0.8）。

圖1 ?FMT的臨床反應(yīng)與核心可轉(zhuǎn)移菌群有關(guān)

2.?IgA包被的RTM來源的Odoribacter與臨床反應(yīng)相關(guān)

IgA-Seq（通過分類和測序IgA包被的細(xì)菌來確定它們對粘膜免疫的潛在貢獻(xiàn)）結(jié)果表明IgA的包被不會影響FMT后菌群的比例，同時在應(yīng)答和非應(yīng)答組間也沒有差異。DON和WK4組共享29個IgA包被的ASVs，其相對豐度中位值在應(yīng)答者中顯著高于非應(yīng)答者。

選取2名DON進(jìn)行無菌小鼠的FMT實驗發(fā)現(xiàn)，供體來源的11個屬的相對豐度在IgA包被和無包被組間存在差異。通過IgA包被指數(shù)分析（包被組分的富集程度）發(fā)現(xiàn)WK4組僅有Odoribacter的相對豐度的增加與臨床評分的降低顯著相關(guān)。證明IgA包被的Odoribacter作為與FMT臨床反應(yīng)相關(guān)的RTM成員的潛在作用。

圖2 ?IgA-seq鑒定供體來源的Odoribacter為與FMT臨床反應(yīng)相關(guān)的免疫反應(yīng)性細(xì)菌

3.?O.?splanchnicus誘導(dǎo)結(jié)腸iTregs分化和抑制結(jié)腸炎

分離受體中IgA包被的Odoribacter單細(xì)胞株，經(jīng)基因組de novo測序鑒定為O.?splanchnicus。將分離出的3株CTM（B.?producta、Alistipes.?finegoldii和O.?splanchnicus）分別移植給無菌小鼠并飼喂2% DSS，7天后，前2種菌株的受體鼠均死與DSS誘導(dǎo)的結(jié)腸炎，而O.?splanchnicus定植能有效防止體重下降和糞便脂質(zhì)降低，證明后者可特異性保護(hù)DSS誘導(dǎo)的結(jié)腸炎對無菌小鼠的不利影響。在不喂食DSS的無菌小鼠單菌定植實驗中，結(jié)腸CD4+?T分析表明，O.?splanchnicus定植顯著誘導(dǎo)RORγt+?Foxp3+的分化，并提高了Foxp3+?RORγt+與RORγt+?CD4+?T細(xì)胞的比值。

圖3??O.?splanchnicus誘導(dǎo)結(jié)腸iTregs分化和抑制結(jié)腸炎

4.?O. splanchnicus促進(jìn)IL-10分泌抑制炎性Th17細(xì)胞炎癥和結(jié)腸炎

WT和RAG1-/-無菌小鼠的O.?splanchnicus單菌定植實驗結(jié)果顯示，在淋巴細(xì)胞缺失時，雖然O.?splanchnicus在兩組小鼠體內(nèi)定植量無差異，但喪失了對結(jié)腸炎小鼠的體重減輕和腸道炎癥的保護(hù)。此外，O.?splanchnicus能有效誘導(dǎo)IL-10在結(jié)腸固有層細(xì)胞中表達(dá)，但在淋巴細(xì)胞缺乏的情況下顯著降低。WT和IL10-/-無菌小鼠的O.?splanchnicus單菌定植并飼喂2% DSS的實驗結(jié)果與WT和RAG1-/-無菌小鼠結(jié)果相似。此外，還發(fā)現(xiàn)IL10-/-結(jié)腸固有層RORγt、IL-17+和IFNγ+??CD4+??T細(xì)胞增加以及Foxp3+?T細(xì)胞的減少。這些證據(jù)表明O.?splanchnicus對依賴性淋巴細(xì)胞IL-10的誘導(dǎo)抑制炎性T細(xì)胞，并且是降低DSS誘導(dǎo)的結(jié)腸炎嚴(yán)重程度所必需的。

圖4 ?O.?splanchnicus促進(jìn)IL-10分泌抑制炎性Th17細(xì)胞炎癥和結(jié)腸炎

5.?O.?splanchnicus產(chǎn)生的SCFA可預(yù)防結(jié)腸炎

WT無菌小鼠移植O.?splanchnicus?10天后，小鼠盲腸內(nèi)容物中SCFA顯著增加，與前人報道結(jié)果一致。將O.?splanchnicus分別移植入缺乏G蛋白偶聯(lián)SCFA受體的GPR43-/-、GPR109a-/-以及同窩的對照小鼠并喂食2% DSS 14天后，O.?splanchnicus移植鼠減輕了DSS誘導(dǎo)的結(jié)腸炎的嚴(yán)重程度，但從雜合小鼠到GPR43-/-、GPR109a-/-小鼠，這種緩解程度依此降低。這些結(jié)果表明O.?splanchnicus在影響宿主代謝物和免疫細(xì)胞以減輕結(jié)腸炎嚴(yán)重程度方面發(fā)揮重要作用。

圖5 ?O.?splanchnicus產(chǎn)生的SCFA可預(yù)防結(jié)腸炎

研究結(jié)論

總體來說，這項工作提供了UC治療中與FMT的臨床反應(yīng)相關(guān)CTM的第一證據(jù)，并揭示了O.?splanchnicus作為關(guān)鍵組分，通過細(xì)胞和代謝功能從機(jī)制上促進(jìn)對宿主的保護(hù)。這些機(jī)制特征將有助于實現(xiàn)以提高微生物療法對UC的治療效果的迫切需求策略。

參考文獻(xiàn)

Lima S, Gogokhia L, Viladomiu M, et al. Transferable IgA-coated Odoribacter splanchnicus in Responders to Fecal Microbiota Transplantation for Ulcerative Colitis Limits Colonic Inflammation[J]. Gastroenterology, 2021.