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肥胖手术导致人类粪便群体中出现新的微生物菌株

文章作者:www.cs-vaccine.com发布时间:2019-11-18浏览次数:1073

利用阿拉巴马大学伯明翰分校开发的独特生物信息学技术,UAB研究人员在肥胖手术后发现了人类粪便微生物群中的新微生物菌株。手术后出现这些新菌株会破坏胃和上部小肠。相比之下,研究人员发现,人类肠道微生物群的菌株与结肠手术前相似,后者是胃肠道或胃肠道的下部。

UAB研究人员研究了接受两种类型肥胖手术的患者 - Roux-en-Y胃旁路手术和袖状胃切除术。在袖状胃切除术中,胃的大小减小。 Roux-en-Y胃旁路术也减少了接受食物的胃的大小,但它也创造了胃的其余部分和小肠的第一部分的手术旁路。

“我们的结果显示,当你通过肥胖手术改变上消化道时,你也会改变肠道环境,导致新的微生物菌株的出现,”研究小组负责人Casey Morrow博士说。 UAB细胞,发育和整合生物学系荣誉教授。 “在营养物质和胃肠道空间的微生物竞争中,获胜者是一种在新的胃肠环境中更具竞争力的新菌株。”

信息学技术区分同一物种的个体菌株的能力推进了人类肠道微生物群的分析以及手术如何改变微生物群落。人类微生物群主要由500至1000种细菌组成,对人体健康具有重要的有益作用,包括免疫系统的调节和对宿主代谢和器官发育的影响。先前对微生物群的研究已经能够确定肥胖手术后各种物种相对丰度的变化,但他们无法辨别这是否可能是由于同一物种的另一株菌替代了特定物种。

2017年,UAB研究人员使用他们的技术 - 称为基于窗口的相似性单核苷酸变体或WSS - 来显示粪便供体微生物在粪便移植治疗后数月或数年保留在受体中直接证实复发性艰难梭菌感染。

对于发表于12月期“人类微生物学杂志”的报告,Morrow及其同事分析了在肥胖手术一年或两年之前和之后从患者身上采集的粪便样本。该研究包括18名接受Roux-en-Y胃旁路手术的患者和6名接受袖套胃切除术的患者。

当比较两组肥胖患者的粪便前和粪便后样本时,只有65%的Roux-en-Y WSS评分和75%的袖状胃切除术WSS评分高于边界截止值用于确定相关的一对。这意味着对于35%的Roux-en-Y微生物群和25%的套管胃切除术,发生了从一种细菌菌株到另一种细菌菌株的变化,并且在某些情况下,在这些条件下,这些微生物群落的变化持续一到两次手术后数年。已经在大多数但不是所有的肥胖外科患者中鉴定了各种细菌物种的微生物菌株的多种变化。

相比之下,对于失去乙状结肠段(靠近胃肠道末端)的五名手术患者,97%的术前和术后样本的WSS评分高于临界值,表明随着时间的推移稳定应变。尽管有这些操作。其中三名患者在特定细菌物种中显示出新的微生物菌株。另外两个没有新的菌株。这97%类似于未经处理的个体在一到两年内观察到的肠道微生物群的稳定性。

“我们的研究首先描述了上消化道改变后粪便中新微生物菌株的出现,”莫罗说。 “最有可能的是,粪便群体中新菌株的起源是与小肠相关的微生物群落。由于手术引起的永久性生理变化,新的微生物菌株反映了这些胃肠道环境变化的反应。“

“更广泛的意义,”莫罗说,“认识到人类可以携带同一种微生物的多种菌株,从而对人类胃肠道菌群的复杂性产生新的认识。它强化了我们正在进行的研究对影响其他微生物破坏治疗的研究有影响,如抗生素和癌症化疗,对胃肠道微生物群落的结构。“