肝脏健康与微生物组关联：解析肝移植患者感染风险

微生物组分析可预测肝移植患者术后感染

研究微生物组对肝脏的影响对人类健康至关重要。肝脏是除肠道外受肠道微生物组成分影响最大的器官。此外，肝脏移植手术常伴有高发的感染率，这已与肠道微生物组成分相关联。许多肝脏移植患者携带多药耐药菌（MDROs），这与微生物多样性的减少有关。

现在，研究人员分析了超过100名肝脏移植患者的粪便样本，以查看微生物组是否会影响他们术后感染的风险。通过对107名进行肝脏移植手术的患者的粪便代谢物进行定量分析，他们能够将这些代谢物与粪便微生物组成分、致病微生物的扩展以及术后感染进行相关性分析。他们的分析能够通过分析患者的粪便微生物组来预测肝脏移植患者的术后感染。

这项工作发表在《Cell Host & Microbe》杂志上的文章中，题为“粪便代谢物分析识别肝脏移植患者术后感染风险”。

芝加哥大学医学助理教授克里斯托弗·莱曼（Christopher Lehmann，MD）表示：“抗生素耐药性每年都在增加，情况越来越糟。如果没有有效的抗生素，我们无法进行手术，保护早产婴儿，或者治疗癌症。”他说：“事实证明，人类微生物组，尤其是肠道微生物组，在历史长河中已经适应了对抗耐药细菌的能力。我们需要努力理解它是如何对抗这些耐药感染的。”

研究人员发现，健康的微生物组产生了几种关键的代谢物，包括对人类宿主有益的短链脂肪酸，以及当细菌修改人类胆汁酸以适应它们自己的需要时产生的次生胆汁酸。一些胆汁酸对细菌具有高度毒性，如耐万古霉素的肠球菌（VRE），这是一种经常导致接受手术、癌症治疗或重症监护患者感染的抗生素耐药细菌。

研究人员检查他们的数据，看看微生物组成分与术后感染是否存在相关性。莱曼说：“结果表明，在微生物组中存在的耐药病原体数量预测术后感染的准确性，通常是我们在临床检测中寻找的。”

然后，团队分析了样本中的代谢物，以查看它们是否提供了相同的预测价值。科学家们发现他们可以使用代谢物来预测患者是否会感染。

更具体地说，作者写道：“与实验研究指出微生物组来源的代谢物与宿主介导的抗微生物防御有关，降低的粪便中的短链和支链脂肪酸、次生胆汁酸和色氨酸代谢物浓度与LT（肝脏移植）患者的微生物组成分不平衡以及术后感染的相对风险相关。”

莱曼说：“我们可以直接从代谢物预测临床结果。这很重要，因为代谢组分析可以非常快速地进行，而测序相对较慢。”

目前，分析算法还过于复杂，无法用于临床实践中的诊断或预测测试。然而，这些发现为未来的研究奠定了基础，这些研究可能会巩固粪便样本中感染与代谢物之间的联系，并探讨潜在的因果关系。

莱曼说：“这个研究的下一步将是调查我们是否可以利用这些发现来修复人们的微生物组。”具有不健康的、单一物种的肠道微生物组且感染风险高的患者可能可以从外部来源接受健康的肠道细菌，恢复健康代谢物的产生，包括像次生胆汁酸这样的分子，可以帮助抵御耐药感染。

2023年，FDA批准了两种微生物组恢复产品。莱曼说：“微生物组恢复不是遥不可及的未来，它已经成为现实。”

芝加哥大学生物科学部已经拥有一个生物库，其中包含数千种细菌，所有这些细菌都根据它们的基因组和它们产生的代谢物进行了分析和分类。芝加哥大学还正在建设一个符合GMP标准的设施，允许科学家生产、过滤和冷冻干燥从健康捐赠者中获得的关键肠道细菌，并将它们包装成可以像药丸一样服用的制药级胶囊。