主治医师 血液病学硕士
山东省老年医学学会老年肿瘤专业委员会委员
擅长造血干细胞移植和血液病重症患者的诊疗
研究表明，异基因造血干细胞移植（allo-HSCT）患者化疗和抗生素暴露可能引起肠道微生物多样性下降，并与急性移植物抗宿主病(aGvHD)和死亡率相关，此外，抗生素对微生物组的破坏可能导致促炎性菌成为肠道优势菌，从而导致aGvHD风险增加。这一结论在常规预防性使用抗生素的背景下已得到验证。在这里，我们评估了当避免预防性使用抗生素时，微生物多样性和GvHD结果的差异。
本研究是一项观察性研究，评估接受allo-HSCT治疗的患者随着时间的推移菌群多样性的变化。旨在验证在抗生素仅作为发热性中性粒细胞减少症的经验性治疗或靶向治疗使用的情况下，肠道微生物多样性对GvHD及死亡率的影响。入组分析65例行allo-HSCT的恶性血液病患者，收集其移植前、移植当天、d7、d14、d28、d56、d90、d365以及出现肠道GvHD当天、d7粪便标本，通过16s rRNA基因测序技术进行肠道微生物组图谱分析，建立线性效应模型来评估Shannon多样性指数、肠道优势菌群与生存结局、肠道及皮肤GvHD的关系。
在65名受试者中，绝大部分接受了非清髓预处理方案。几乎所有患者都接受了至少一种抗生素治疗，部分患者长期使用多种抗生素治疗，粒细胞减少期经验性使用抗生素很常见，其中以碳青霉烯类及万古霉素最常用。28名受试者(42%)发生肠道GvHD, 16名受试者(25%)未能存活到移植后365天。
移植后粒细胞减少期，肠道微生物多样性降低，在移植后25天左右降至最低，移植后28天开始回升。
肠道GvHD的受试者在干细胞移植时Shannon多样性显著降低(p＜0.0468)。在整个研究期间，出现肠道GvHD患者的Shannon指数较低（p＜0.01），而皮肤GvHD的发生率与Shannon指数的差异相关性较弱。
在整个研究期间，死亡患者的肠道微生物Shannon指数总体上明显低于幸存者（p＜0.01）。与Shannon指数高的患者相比，Shannon指数低的患者移植后生存率在28天后明显下降。线性模型评估发现，HSCT后28天和90天的死亡率和Shannon多样性之间存在显著相关性(P＜0.0001和0.0121)。
研究还发现，肠杆菌优势（丰度＞30%）与肠道GvHD相关（p＜0.0082）。肠球菌优势则与生存率呈负相关（p＜0.001）。
在非清髓移植及经验性使用抗生素的背景下，仍然可以在allo-HSCT患者中观察到，随时间的推移肠道微生物多样性下降。有必要对移植前和/或植入时使用菌群调节药物是否可以降低高危人群GvHD的发病率和死亡率进行研究。
异基因造血干细胞移植是部分血液病唯一的治愈手段，但是较高的移植相关死亡率(TRM)和移植后各种并发症导致的生活质量下降是制约其临床应用的主要因素[1]。aGvHD和感染是早期TRM的两个主要原因[2]。
人体内有数万亿的常驻微生物，它们可以对健康产生包括在调节免疫反应在内的多方面的影响[3、4]。研究发现，肠道微生物在 allo-HSCT 后上述并发症发生过程中起着重要作用，并与allo-HSCT预后相关[5、6]，这一论点早在1974年就已经被提出[7]。然而到目前为止，微生物多样性损伤的具体影响因素及其与allo-HSCT并发症之间的作用机制还不完全清楚[8]。
抗生素的使用与GvHD的发生有一定相关性。Myung-Won Lee等学者和Routy Bertrand等学者分别进行的两项研究均发现抗生素的使用会增加GvHD的发生风险，并推测这种结果可能与肠道微生物多样性下降有关[9、10]。本研究中则证实了这种推测，即在抗生素作为发热性中性粒细胞减少症的经验性治疗或靶向治疗的条件下，可以观察到微生物多样性的减少。Weber等人的研究也证实了抗生素对肠道微生物多样性的类似影响[11]。同时，多项研究揭示了微生物多样性丧失与GvHD发生相关[12-14]。
基础研究表明[15、16]，微生物多样性的破坏可能影响allo-HSCT后的免疫重建，并与GvHD的发生相关。肠道微生物组的改变常引起隐窝细胞变性，这被认为是胃肠道aGVHD的最初病变[17]。Paneth细胞是隐窝上皮细胞中的一类特殊细胞，能够产生分泌型抗微生物分子如α-防御素。Paneth细胞损伤使α-防御素的减少，导致肠道微生物群落的多样性和组成的变化，从而进一步加重肠道GvHD[18、19]。因此，微生物多样性丧失与肠道GvHD的发生很可能是互为因果的关系[20]。
微生物多样性被破坏的特征是多样性的丧失和正常个体中常见的优势亚群的减少[21]。证据表明[14、22]，与健康对照组的微生物组相比，移植患者的微生物组中，双歧杆菌属和产丁酸菌属(如粪钙杆菌和毛螺旋藻科)的有益菌丰度下降，多样性较低的微生物组以大量致病菌为优势菌群，如肠球菌、克雷伯菌、大肠杆菌、葡萄球菌和链球菌，导致炎症加剧和免疫耐受性丧失。本研究结果提示肠球菌作为优势菌预示预后不良，这一结果在多项研究结果中已得到证实[23-26]。本研究中还描述了肠道微生物中肠杆菌属增加与肠道GvHD发生的相关性。肠杆菌属对于肠道GvHD的影响已在动物试验中得到了验证和解释[27、28]，但在既往的临床研究中描述较少，缺乏深入探讨，它对于预后的预测作用需要更深层次的研究。
值得注意点是，本研究中肠道微生物使用的是16S rRNA分析，而非粪便培养。研究表明[29、30]，基于粪便培养结果分析微生物多样性对OS或NRM的影响并不明显。粪便培养可能并不能检测胃肠道的全部细菌种群。因此，通过16S rRNA分析检测肠道微生物多样性是一个很有前景的预后指标。
本研究将allo-HSCT期间肠道微生物多样性的变化规律扩展到减低剂量预处理及避免预防性抗生素使用的患者，揭示了这种变化的普遍性。近年来，人们发现微生物多样性在人类健康和疾病的许多方面都很重要。它在改善allo-HSCT结果和调节免疫反应方面的潜在作用正变得越来越明显。肠道菌群可能成为新的预测指标和治疗靶点，并改善异体造血干细胞移植患者的临床结局。本研究由于样本量较小，以及肠道微生物群可能受到许多其他因素的影响，使得我们需要更多的研究来探讨微生物多样性在移植后并发症发生过程中的作用，具体干预措施仍然需要更深入的研究。微生物组是国际上许多研究小组的一个重要研究焦点，未来几年很可能会继续产生重要的临床结果，这将指导我们以微生物组为切入点给患者带来最大利益。
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