粪菌移植治疗难治性溃疡性结肠炎：代谢组学下的新发现

利用粪菌移植（fecal microbiota transplantation，FMT）治疗炎症性肠病（inflammatory bowel disease，IBD）以其有效性和安全性已受到广泛关注，但其潜在的机制仍不清楚。临床结局的异质性也是困扰医患的主要问题。在个性化医疗时代，如何提前预判疗效、优化治疗策略以降低医疗成本是孜孜以求的方向。代谢组学技术通过反映疾病相关的代谢扰动和治疗干预引起的宿主代谢变化，为疾病的发病机制和治疗反应评估提供了见解，有助于临床医生制定决策。《Nutrients》近日发表了一篇本团队有关“粪菌移植治疗广泛溃疡性结肠炎后患者血清代谢谱的变化及其疗效预测价值”的临床研究。本研究利用液相色谱质谱联用（liquid chromatography–mass spectrometry，LC-MS）的非靶向代谢组学技术，评估广泛难治性溃疡性结肠炎患者接受粪菌移植治疗前后血清代谢谱的变化，并鉴定出与临床缓解相关的潜在代谢物。本研究为今后定量测定所鉴定的生物标志物、进而及时预测粪菌移植的疗效提供参考，为建立高性能的人工智能评价模型奠定基础。

本研究共纳入了44名符合入排标准的溃疡性结肠炎患者进行分析（图1）。临床应答（Clinical response）定义为：粪菌移植治疗后3个月，与基线评分相比，部分Mayo评分下降≥3分或者下降大于基线评分的30%，同时满足便血评分下降≥1分或者便血评分始终≤1分。临床缓解（Clinical remission）定义为：部分Mayo评分≤1分。收集患者粪菌移植治疗前和治疗后1周的血清用于代谢组学的测定分析。研究结果表明：

1、粪菌移植对于广泛难治性溃疡性结肠炎患者有效。分别有50.0%和29.5%的患者在治疗后三个月获得了临床应答和临床缓解；

2、粪菌移植后，Response患者的差异血清代谢物的富集通路主要是维生素B6代谢和氨酰-tRNA生物合成。有效组患者粪菌移植治疗后的血清代谢谱对应无效组也有相应的改善。

3、Remission患者和non-remission患者的基线血清代谢谱存在差异。借助Boruta方法，我们从2148种血清代谢物筛选出20种与临床缓解最相关的血清代谢特征作为随机森林建模的变量。所得曲线下面积为0.963。提示基线代谢谱在预测粪菌移植治疗溃疡性结肠炎患者临床缓解方面的潜能。

4、缓解组患者在基线时，与非缓解组患者相比，存在高水平的glycerophosphocholines, glycerophospholipids,和glycerophosphoethanolamines. 同时这类物质在预测模型中也有重要作用。提示基于代谢组学的临床指导，比如在粪菌移植治疗前补充磷脂酰胆碱可能会增加疗效。

这些发现提示粪菌移植在治疗广泛难治性溃疡性结肠炎中的潜在作用机制可能与宿主代谢组学的改善有关。通过分析基线血清代谢谱，可以预测溃疡性结肠炎患者接受治疗后的临床缓解情况，为个体化治疗提供了新的思路。当然，本研究是基于小样本的研究，未来需要设计更大样本、更研究的研究方案进行验证。

文献来源：

Wu, X.; Li, P.; Wang, W.; Xu, J.; Ai, R.; Wen, Q.; Cui, B.; Zhang, F. The Underlying Changes in Serum Metabolic Profiles and Efficacy Prediction in Patients with Extensive Ulcerative Colitis Undergoing Fecal Microbiota Transplantation.Nutrients 2023,15, 3340

原文链接：https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC10421017/

本文吴霞、李潘和汪韦宏为共同一作，张发明为通讯作者

图1 研究流程图

图2 粪菌移植治疗前后血清差异代谢物及其富集通路分析

图3 疗效预测模型的建立