许多研究报告了炎症性肠病(IBD)患者(包括溃疡性结肠炎(UC))与健康人相比的肠道微生物组组成的变化。虽然这显然提出了关于肠道微生物在IBD发病机制中扮演的关键角色的问题,但我们还没有查明致病微生物及其机制。迄今为止,大多数研究使用前瞻性或横断面研究设计,包括确诊的患者,检查了IBD患者和对照组的粪便微生物群组成。在这种情况下,很难确定肠道菌群组成或功能的变化是否次于炎症的影响。

在一个最近发表的研究胃肠病学,Farncombe Institute,McMaster University和Mt Tonai Hospital,多伦多大学研究人员使用了IBD风险的独特主题队列(GEMProject.ca由Ken Croitoru博士领导,自2008年以来一直关注受试者,以帮助回答这些问题。

这项研究看起来,具有与IBD的一定程度相对的无症状,健康的个人,因此有疾病发展的风险。参与者在招募(预疾病)下提供了粪便样品,然后随后随时间遵循,或直到UC的诊断,此时它们提供了另一种粪便样本(疾病后)。开发UC的十三个个人被列入研究中。另一个48名受试者与基于年龄,性别,地理和招聘时间以及疾病风险但仍然健康的患者与UC患者相匹配,但仍然保持健康,作为健康的控制。然后使用下一代测序,细菌分离和功能测试,研究人员将微生物群组合物和粪便样品中的蛋白质溶解活性与在UC诊断前后提供粪便样本的人保持健康的受试者中。

毫不奇怪,作者报告了微生物群组合物的变化,特别是在疾病后样品中。他们还发现预疾病样本是较低丰富的抗炎分类阿德勒克雷齐亚.然而,一个关键发现是在疾病预阶段的个体之间检测到的功能差异,并且在跟进时没有发展过UC的那些。疾病预释放粪便样本表现出增加的蛋白水解和弹性溶解活性,在开发UC的个体的粪便中也观察到。

该研究的主要作者、麦克马斯特大学的研究助理Heather Galipeau博士说:“以前曾有报道称IBD患者的蛋白水解活性增加,但其来源主要归因于宿主组织,在疾病发展之前从未被证实过。”

鉴定蛋白质代谢和蛋白酶与蛋白质代谢和蛋白酶有关的途径和基因家族,这些途径与留在健康的受试者和那些开发UC的人之间有明显不同的蛋白酶,表明细菌成分对疾病预染色蛋白水解签名。此外,在UC开始之前检测的蛋白水解活性与已知蛋白水解微生物的丰度相关,例如菌株vulgatus

采用两种不同的定殖模式,作者进一步研究了发现的蛋白水解标记的细菌贡献和功能相关性。无菌小鼠在出生时或成年时使用病前、病后或对照的粪便样本进行定殖。用病前和病后粪便样本定殖的小鼠比用对照样本定殖的小鼠有更高的蛋白水解活性,并发展出更高的结肠炎症免疫张力。

“我们的研究鉴定了在麦克马斯堡大学医学系教授埃琳娜·佛得多议员(麦克马斯堡大学医学系教授博士)的患者患有疾病预态功能微生物签名。”“我们通过通过无菌小鼠的微生物群定植转移这种促炎性表​​型进一步证明功能相关性。”

作者强调,该结果应该在更大的队列中得到证实,并在克罗恩病患者中进行调查。结果的确认可能导致新的非侵袭性生物标志物用于早期诊断,或使用细菌抗蛋白酶针对蛋白水解活性高的患者群体进行新的治疗。

希瑟Galipeau创建的图形摘要并发表于胃肠学。

参考:

王志强,王志强,王志强,等。新型粪便生物标志物在溃疡性结肠炎的临床诊断之前胃肠病学.2020. DOI:10.1053 / J.Gastro.2020.12.004。