文獻分享丨Blood腸道菌群與病毒性呼吸道感染
呼吸道病毒感染經常發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，20%至30%的患者會出現病毒性呼吸道感染，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。使用靶向代謝組學方法，分析異基因造血干細胞移植患者后180天內發生呼吸道病毒感染患者糞便樣本中產丁酸鹽細菌豐度與短鏈脂肪酸的濃度，發現糞便中丁酸鹽濃度與產丁酸鹽細菌的豐度相關，糞便微生物群中產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。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物的相關變化是否會導致上呼吸道病毒感染后發生LRTI的風險，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。病例組由出現病毒性LRTI的患者組成，對照組由出現呼吸道病毒感染但沒有LRTI證據的患者組成（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區域進行PCR擴增。使用MiSeq Illumina平臺對純化的PCR產物進行測序，合并并解復用16S （V4-V5）成對末端讀數。
使用靶向代謝組學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。樣本經提取后衍生，然后經正己烷萃取，通過氣相色譜-質譜（Agilent 7890A GC系統，Agilent 5975C MS檢測器）在化學電離模式下檢測。使用Mass Hunter氣相色譜-質譜定量分析軟件。
結果
產丁酸鹽細菌豐度較高的患者發生病毒性LRTI的可能性較低。在180天時，產丁酸鹽細菌缺乏或較少的組中，病毒LRTI的估計發生率分別為17.3%和16.1%，而產丁酸鹽細菌豐富的組中為3.2%。此外，產生丁酸鹽細菌豐度最高的患者與病毒性LRTI風險降低5倍獨立相關。
丁酸鹽糞便濃度與產丁酸鹽細菌的豐度相關。丁酸鹽生產者的豐度也與其他代謝物的產量相關，包括乙酸鹽、丙酸鹽和去氨基酪氨酸。
討論
研究發現干細胞移植時攜帶大量產丁酸鹽細菌的患者在同種異體造血干細胞移植后6個月內不太可能出現病毒性LRTI。植入時腸道內丁酸鹽產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的獨立預測因子。在異基因干細胞移植期間保護丁酸產生室的干預措施，如減少暴露于靶向專性厭氧菌的抗生素，如一些β-內酰胺抗生素和甲硝唑，可能會改善結果。此外，研究強調了開發下一代預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生的。除了參與能量代謝和維持腸道穩態，SCFA還廣泛與宿主免疫疾病、糖尿病、肥胖等多種疾病相關，被認為是維持機體健康的關鍵物質。
