人類胃腸道中有數(shù)萬億的微生物（約1012~1014），包括細菌、真菌和病毒，它們參與許多生理功能和疾病發(fā)病機制。大量研究證實，腸道菌群在肝硬化的進展中起著至關重要的作用。然而，由于真菌在腸道中的相對豐度較低，真菌對肝硬化的作用往往被忽視。近日，一項發(fā)表于Front Microbiol的研究采用16S核糖體RNA測序、內(nèi)部轉(zhuǎn)錄間隔序列測序和非靶向代謝組學技術，以揭示肝硬化患者腸道微生物的特征，并探討肝硬化患者腸道細菌、真菌及其代謝物的組成和相互作用。
該研究共納入75名受試者，包括45名失代償期肝硬化患者（LC組）和30名健康對照者（C組）。LC組受試者血清ALT、TBIL、PT、INR水平升高，WBC、HB、PLT、ALB、PTA水平下降（P＜0.05）。LC組受試者的中位CTP評分為5，MELD評分為9。病因分布為HBV/HCV感染25例，酒精性肝?。ˋLD）10例，代謝相關性脂肪性肝?。∕AFLD）5例，自身免疫性肝?。ˋIH）5例。
表1.受試者基線特征（源自文獻）
腸道微生物組和真菌組的特征
01腸道細菌從LC組和C組糞便樣本中共獲得10 274 244條高質(zhì)量16S rRNA序列，最終獲得6 861個ASVs。基于Shannon指數(shù)，LC組的α多樣性顯著低于C組（P＜0.01，圖1A）?；贐ray-Curtis距離的β多樣性分析（PCoA）結果顯示，LC組的腸道細菌群落結構與C組存在顯著差異（P=0.001，圖1B）。
LC組和C組的主要細菌門均為厚壁菌門（Firmicutes）（圖1C）。在屬水平上，糞球菌屬（Faecalibacterium）、布勞特菌屬（Blautia）和雙歧桿菌屬（Bifidobacterium）是平均相對豐度最高的三個屬（圖1D）。隨后，研究者進一步確定了組間豐度存在顯著差異的細菌屬（圖1E）。LC組中，鏈球菌屬（Streptococcus）、阿克曼菌屬（Akkermansia）、乳酸乳球菌屬（Lactobacillus）和假腸桿菌屬（Pseudomonas）顯著富集，而Blautia、厭氧丁酸菌屬（Anaerobutyricum）、Gemmiger、瘤胃球菌屬（Ruminococcus）和Dorea則顯著減少。
圖1.受試者腸道細菌群落特征（源自文獻）02腸道真菌從LC組和C組糞便樣本中共獲得9 594 331條高質(zhì)量ITS rRNA序列，最終獲得901個ASVs?；赟hannon指數(shù)，LC組的α多樣性也顯著低于C組（P＜0.01，圖2A）?；贐ray-Curtis距離的PCoA結果顯示，LC組的腸道真菌群落結構與C組存在顯著差異（P=0.004，圖2B）。
LC組和C組的主要真菌門均為子囊菌門（Ascomycota）（圖2C）。在屬水平上，釀酒酵母屬（Saccharomyces）、假絲酵母屬（Candida）和曲霉屬（Aspergillus）是平均相對豐度最高的三個屬（圖2D）。進一步分析表明，LC組中釀酒酵母屬顯著增加，而曲霉屬、青霉屬（Penicillium）、木耳屬（Auricularia）和枝孢霉屬（Cladosporium）顯著減少。
圖2.受試者腸道真菌群落特征（源自文獻）
腸道代謝組特征
基于非靶向代謝組學技術，研究者從LC組和C組糞便樣本中檢測到11 382個變量，其中LC組富集了727個變量，C組富集了814個變量（圖3A）。研究者最終確定了130種差異代謝物，其中LC組富集了68種，C組富集了62種。LC組中顯著富集的代謝物包括5,6-二氫楊梅素、甘草次酸、膽紅素等（圖3B）。差異代謝物主要參與卟啉代謝、脂肪酸代謝等通路，其中卟啉代謝通路在LC組中顯著富集。
圖3.受試者腸道代謝物的特征（源自文獻）
內(nèi)鏡治療對腸道微生物組和代謝物的影響
01細菌和真菌變化研究者對15名接受內(nèi)鏡治療的LC組受試者治療前后的糞便樣本進行分析，發(fā)現(xiàn)內(nèi)鏡治療對腸道細菌和真菌的多樣性和群落結構無顯著影響，但部分細菌屬和真菌屬的相對豐度發(fā)生變化，如不動桿菌屬（Acinetobacter）增加，巨單胞菌屬（Megamonas）減少；Cutaneotrichosporon減少。
02代謝物變化內(nèi)鏡治療后，受試者體內(nèi)代謝物組成發(fā)生顯著變化，其中諾龍（nandrolone）在治療后組富集，而治療前的組富集了15種代謝物。差異代謝物主要參與丁酸代謝途徑。
多組學整合分析與診斷模型構建
LC組受試者的臨床指標（如ALB、HGB、MELD、PLT等）與腸道細菌、真菌和代謝物之間存在顯著相關性。并且LC組中，細菌屬、真菌屬和富集代謝物之間存在復雜的相互作用網(wǎng)絡，其中細菌與代謝物之間的聯(lián)系更為緊密。
研究者基于16S數(shù)據(jù)、ITS數(shù)據(jù)、代謝物數(shù)據(jù)、臨床指標及其組合構建的隨機森林模型用于區(qū)分LC組受試者和C組受試者。最后，研究者基于不同特征（細菌、真菌、代謝物、臨床指標）構建了一個肝硬化診斷模型，其AUC值為0.938。
該研究揭示了肝硬化患者腸道微生物組成的特征及其復雜的內(nèi)部串擾，為探索腸道微生物在肝硬化中的潛在作用提供了啟發(fā)。
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