基于微生物組的IBD無創(chuàng)診斷方法

炎癥性腸病(IBD)，包括克羅恩病(CD)和潰瘍性結(jié)腸炎(UC)，是一種慢性和復(fù)發(fā)性胃腸道炎癥性疾病。目前，全球估計(jì)有700多萬人患有IBD。雖然IBD過去在西方國(guó)家更為普遍，但由于生活方式和環(huán)境因素的影響，新興工業(yè)化國(guó)家，如亞洲東部及東南部國(guó)家的發(fā)病率在過去幾十年中有所上升。延遲診斷通常與疾病進(jìn)展和腸道手術(shù)有關(guān)，而早期診斷和及時(shí)干預(yù)可改善預(yù)后。

該研究開發(fā)了一種基于微生物組的IBD診斷測(cè)試方法。

研究人員通過利用來自不同地區(qū)和種族的5979份患有和不患有IBD的糞便樣本的宏基因組數(shù)據(jù)，確定了IBD中微生物群的變化，并選擇了10種和9種細(xì)菌分別用于構(gòu)建潰瘍性結(jié)腸炎和克羅恩病的診斷模型。這些診斷模型在發(fā)現(xiàn)隊(duì)列中將IBD與對(duì)照組區(qū)分開來的曲線下面積>0.90，并在來自8個(gè)人群的跨種族驗(yàn)證隊(duì)列中保持令人滿意的表現(xiàn)。進(jìn)一步開發(fā)了一種針對(duì)選定的IBD相關(guān)細(xì)菌種類的多重液滴數(shù)字聚合酶鏈反應(yīng)測(cè)試，基于該測(cè)試的模型在區(qū)分潰瘍性結(jié)腸炎和克羅恩病與對(duì)照組方面的數(shù)值表現(xiàn)高于糞便鈣保護(hù)蛋白。該研究發(fā)現(xiàn)了普遍的IBD相關(guān)細(xì)菌，并展示了多細(xì)菌生物標(biāo)志物面板作為IBD診斷的非侵入性工具的潛在適用性。

越來越多的文獻(xiàn)表明 IBD 患者的腸道微生物組成和代謝途徑發(fā)生了變化。如，促炎細(xì)菌的普遍性，包括粘附侵襲性大腸桿菌、 奇異變形桿菌、 肺炎克雷伯菌和產(chǎn)毒的脆弱擬桿菌。據(jù)報(bào)道，普拉糞桿菌、乳糖菌、瘤胃球菌和其他產(chǎn)生短鏈脂肪酸的細(xì)菌在 IBD 患者糞便中減少。臨床前研究表明，其中一些細(xì)菌種類在異常免疫反應(yīng)和腸道炎癥的發(fā)展中發(fā)揮作用。然而，微生物組生物標(biāo)志物在 IBD 診斷中的作用仍未得到充分探索。

研究團(tuán)隊(duì)還探討了潛在機(jī)制，以進(jìn)一步了解所選細(xì)菌在 IBD 發(fā)病機(jī)制中的作用。功能性微生物組已成為宿主表型和生理學(xué)的先決條件，并且已經(jīng)做出越來越多的努力將生物體的功能性狀和機(jī)制與其環(huán)境聯(lián)系起來，以預(yù)測(cè)生存和群落結(jié)構(gòu)。在這項(xiàng)研究中，在 IBD 患者中觀察到功能代謝擾動(dòng)，從研究中的多細(xì)菌生物標(biāo)志物面板獲得的疾病概率可以反映這些代謝失調(diào)。

在這項(xiàng)研究中，作者開發(fā)了一種基于微生物組的IBD診斷測(cè)試方法。研究人員進(jìn)行了全面的宏基因組分析，以評(píng)估所選細(xì)菌種類對(duì)IBD診斷的可預(yù)測(cè)性，使用疾病特異性物種構(gòu)建診斷模型，并開發(fā)了基于多重液滴數(shù)字聚合酶鏈反應(yīng)（m-ddPCR）的多細(xì)菌生物標(biāo)志物面板用于IBD診斷。綜上所述，該研究提供了識(shí)別可重復(fù)的IBD細(xì)菌生物標(biāo)志物的非侵入性診斷工具，為在IBD檢測(cè)和管理提供了現(xiàn)更精確和個(gè)性化的方法。