肝臟健康與微生物組關聯：解析肝移植患者感染風險

微生物組分析可預測肝移植患者術后感染

研究微生物組對肝臟的影響對人類健康至關重要。肝臟是除腸道外受腸道微生物組成分影響最大的器官。此外，肝臟移植手術常伴有高發的感染率，這已與腸道微生物組成分相關聯。許多肝臟移植患者攜帶多藥耐藥菌（MDROs），這與微生物多樣性的減少有關。

現在，研究人員分析了超過100名肝臟移植患者的糞便樣本，以查看微生物組是否會影響他們術后感染的風險。通過對107名進行肝臟移植手術的患者的糞便代謝物進行定量分析，他們能夠將這些代謝物與糞便微生物組成分、致病微生物的擴展以及術后感染進行相關性分析。他們的分析能夠通過分析患者的糞便微生物組來預測肝臟移植患者的術后感染。

這項工作發表在《Cell Host & Microbe》雜志上的文章中，題為“糞便代謝物分析識別肝臟移植患者術后感染風險”。

芝加哥大學醫學助理教授克里斯托弗·萊曼（Christopher Lehmann，MD）表示：“抗生素耐藥性每年都在增加，情況越來越糟。如果沒有有效的抗生素，我們無法進行手術，保護早產嬰兒，或者治療癌癥。”他說：“事實證明，人類微生物組，尤其是腸道微生物組，在歷史長河中已經適應了對抗耐藥細菌的能力。我們需要努力理解它是如何對抗這些耐藥感染的。”

研究人員發現，健康的微生物組產生了幾種關鍵的代謝物，包括對人類宿主有益的短鏈脂肪酸，以及當細菌修改人類膽汁酸以適應它們自己的需要時產生的次生膽汁酸。一些膽汁酸對細菌具有高度毒性，如耐萬古霉素的腸球菌（VRE），這是一種經常導致接受手術、癌癥治療或重癥監護患者感染的抗生素耐藥細菌。

研究人員檢查他們的數據，看看微生物組成分與術后感染是否存在相關性。萊曼說：“結果表明，在微生物組中存在的耐藥病原體數量預測術后感染的準確性，通常是我們在臨床檢測中尋找的。”

然后，團隊分析了樣本中的代謝物，以查看它們是否提供了相同的預測價值。科學家們發現他們可以使用代謝物來預測患者是否會感染。

更具體地說，作者寫道：“與實驗研究指出微生物組來源的代謝物與宿主介導的抗微生物防御有關，降低的糞便中的短鏈和支鏈脂肪酸、次生膽汁酸和色氨酸代謝物濃度與LT（肝臟移植）患者的微生物組成分不平衡以及術后感染的相對風險相關。”

萊曼說：“我們可以直接從代謝物預測臨床結果。這很重要，因為代謝組分析可以非常快速地進行，而測序相對較慢。”

目前，分析算法還過于復雜，無法用于臨床實踐中的診斷或預測測試。然而，這些發現為未來的研究奠定了基礎，這些研究可能會鞏固糞便樣本中感染與代謝物之間的聯系，并探討潛在的因果關系。

萊曼說：“這個研究的下一步將是調查我們是否可以利用這些發現來修復人們的微生物組。”具有不健康的、單一物種的腸道微生物組且感染風險高的患者可能可以從外部來源接受健康的腸道細菌，恢復健康代謝物的產生，包括像次生膽汁酸這樣的分子，可以幫助抵御耐藥感染。

2023年，FDA批準了兩種微生物組恢復產品。萊曼說：“微生物組恢復不是遙不可及的未來，它已經成為現實。”

芝加哥大學生物科學部已經擁有一個生物庫，其中包含數千種細菌，所有這些細菌都根據它們的基因組和它們產生的代謝物進行了分析和分類。芝加哥大學還正在建設一個符合GMP標準的設施，允許科學家生產、過濾和冷凍干燥從健康捐贈者中獲得的關鍵腸道細菌，并將它們包裝成可以像藥丸一樣服用的制藥級膠囊。