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文獻分享丨Blood腸道菌群與病毒性呼吸道感染
呼吸道病毒感染經(jīng)常發(fā)生在異基因造血干細胞移植（allo-HCT）病人身上，在接受異體造血干細胞移植后的6個月內(nèi)，20%至30%的患者會出現(xiàn)病毒性呼吸道感染，可能由甲型和乙型流感病毒、副流感病毒、呼吸道合胞體病毒、人類偏肺病毒、冠狀病毒、腺病毒以及鼻病毒引起，并有可能發(fā)展到下呼吸道感染（LRTI）。健康個體中的這些病毒感染通常是短暫的并且局限于上呼吸道。
美國紀念斯隆-凱特琳癌癥中心于2018年在Blood期刊上發(fā)表“Impact of gut colonization with butyrate-producing microbiota on respiratory viral infection following allo-HCT”的研究論文。使用靶向代謝組學(xué)方法，分析異基因造血干細胞移植患者后180天內(nèi)發(fā)生呼吸道病毒感染患者糞便樣本中產(chǎn)丁酸鹽細菌豐度與短鏈脂肪酸的濃度，發(fā)現(xiàn)糞便中丁酸鹽濃度與產(chǎn)丁酸鹽細菌的豐度相關(guān)，糞便微生物群中產(chǎn)丁酸鹽細菌較高比例與下呼吸道病毒感染的抵抗力增加相關(guān)。原文鏈接：https://doi.org/10.1182/blood-2018-01-828996。
研究背景
腸道微生物群有助于抵抗肺部的病毒和細菌病原體。腸道菌群組成和微生物代謝產(chǎn)物的相關(guān)變化是否會導(dǎo)致上呼吸道病毒感染后發(fā)生LRTI的風(fēng)險，在異基因造血干細胞移植中仍未探索。
研究對象
360名在紀念斯隆-凱特琳癌癥中心接受同種異體造血干細胞移植的成年患者，對其中6個月內(nèi)確診呼吸道病毒感染患者的147份糞便樣本進行分析。病例組由出現(xiàn)病毒性LRTI的患者組成，對照組由出現(xiàn)呼吸道病毒感染但沒有LRTI證據(jù)的患者組成（即僅限上呼吸道感染）。
檢測方法
微生物群測序和丁酸鹽生產(chǎn)者豐度的評估。從每個糞便樣品中提取并純化DNA，并使用改良的通用細菌引物對16S核糖體RNA （rRNA）基因的V4至V5區(qū)域進行PCR擴增。使用MiSeq Illumina平臺對純化的PCR產(chǎn)物進行測序，合并并解復(fù)用16S （V4-V5）成對末端讀數(shù)。
使用靶向代謝組學(xué)方法測定糞便樣本中3種短鏈脂肪酸的濃度，包括乙酸、丙酸和丁酸。樣本經(jīng)提取后衍生，然后經(jīng)正己烷萃取，通過氣相色譜-質(zhì)譜（Agilent 7890A GC系統(tǒng)，Agilent 5975C MS檢測器）在化學(xué)電離模式下檢測。使用Mass Hunter氣相色譜-質(zhì)譜定量分析軟件。
結(jié)果
產(chǎn)丁酸鹽細菌豐度較高的患者發(fā)生病毒性LRTI的可能性較低。在180天時，產(chǎn)丁酸鹽細菌缺乏或較少的組中，病毒LRTI的估計發(fā)生率分別為17.3%和16.1%，而產(chǎn)丁酸鹽細菌豐富的組中為3.2%。此外，產(chǎn)生丁酸鹽細菌豐度最高的患者與病毒性LRTI風(fēng)險降低5倍獨立相關(guān)。
丁酸鹽糞便濃度與產(chǎn)丁酸鹽細菌的豐度相關(guān)。丁酸鹽生產(chǎn)者的豐度也與其他代謝物的產(chǎn)量相關(guān)，包括乙酸鹽、丙酸鹽和去氨基酪氨酸。
討論
研究發(fā)現(xiàn)干細胞移植時攜帶大量產(chǎn)丁酸鹽細菌的患者在同種異體造血干細胞移植后6個月內(nèi)不太可能出現(xiàn)病毒性LRTI。植入時腸道內(nèi)丁酸鹽產(chǎn)生菌的高豐度是同種異體造血干細胞移植受體抵抗病毒性LRTI的獨立預(yù)測因子。在異基因干細胞移植期間保護丁酸產(chǎn)生室的干預(yù)措施，如減少暴露于靶向?qū)Ｐ詤捬蹙目股�，如一些�?內(nèi)酰胺抗生素和甲硝唑，可能會改善結(jié)果。此外，研究強調(diào)了開發(fā)下一代預(yù)益生菌或益生菌的新機會，這些益生菌可以增強丁酸鹽相關(guān)物種的豐度，作為移植住院期間或病毒性呼吸道感染后的輔助治療。
延伸閱讀
關(guān)于短鏈脂肪酸：是一組由六個或以下的碳原子組成的飽和易揮發(fā)脂肪酸。和長鏈脂肪酸不同，短鏈脂肪酸（Short-chain fatty acids, SCFAs）是由厭氧細菌或酵母菌進行糖酵解產(chǎn)生的。除了參與能量代謝和維持腸道穩(wěn)態(tài)，SCFA還廣泛與宿主免疫疾病、糖尿病、肥胖等多種疾病相關(guān)，被認為是維持機體健康的關(guān)鍵物質(zhì)。
