造血干細胞移植中腸道真菌菌群動態變化與臨床結果研究

　　中國科學院深圳先進技術研究院合成生物學研究所、深圳合成生物學創新研究院研究員翟冰課題組在Nature Microbiology上，發表了題為“腸道真菌動態變化和近平滑念珠菌定植與造血干細胞移植臨床結果的相關性分析”（Hematopoietic cell transplantation outcomes are linked to intestinal fungal dynamics and an expansion of Candida parapsilosis complex species）的文章，該隊列分析研究通過ITS1擴增子測序和真菌培養組學的方法，時序性描繪了156位造血干細胞移植患者的1279份腸道樣本的真菌菌群動態變化，發現腸道真菌菌群失調與移植后較低的總存活率顯著相關。加州大學洛杉磯分校醫學中心教授Scott Filler和博士林劍鋒在同期的News & Views上發表評論文章，認為該文揭示了造血干細胞移植過程腸道真菌菌群對臨床結果的重要潛在影響，并展示了未來腸道菌群研究中，綜合分析細菌和真菌菌群的必要性。

　　異基因造血細胞移植(Allogeneic hematopoietic cell transplantation, allo -HCT)是可以治愈白血病等惡性血液疾病的療法，但實施過程中會造成患者處于較長時間的嚴重免疫缺陷狀態。為了降低此期間發生機會性感染的風險，接受異體造血干細胞移植的患者需綜合使用抗細菌、抗真菌、抗病毒等預防性藥物。移植過程中細菌群落的動態變化已有較深入全面的研究，該研究團隊曾對腸道真菌菌群動態變化與真菌菌血癥發生開展病例對照研究（Zhai et. al. Nature Medicine 2020），但關于此類患者整體的腸道真菌動態變化狀況及其與移植生存率等臨床結果的關聯尚不明確。此研究通過測序和培養組學的方法，時序性分析了156例異基因造血干細胞移植患者移植初期（移植前10天至移植后30天）腸道真菌群落組成和動態變化。

　　相較細菌而言，造血干細胞移植期間患者腸道內真菌菌群的豐度和多樣性變化并不明顯，但真菌菌群的穩定性（stability）相對較差，相鄰兩天的真菌菌群組成僅有70%左右的相似度（圖1）。這些真菌菌群的特質決定了研究中不能僅關注群落的豐度和多樣性。因此，該研究引入培養組學的策略，對腸道樣本進行測序的同時，檢測其中可以培養得到的真菌成分。

　　綜合ITS測序和真菌培養的結果，研究發現該隊列中有12%（19/156）的病人在免疫缺陷期會發生以腸道近平滑念珠菌（C. parapsilosis）定植為特征的真菌菌群失調情況（圖2）。近平滑念珠菌的高頻率出現可能與該隊列患者普遍使用米卡芬凈作為預防真菌感染藥物相關，因為這種真菌對米卡芬凈的耐受性較高。研究進一步分析了發生近平滑念珠菌腸道定植的患者的臨床結果（圖2），發現即使綜合考慮年齡、共病、移植物種類型、原發疾病、抗厭氧抗生素的使用情況后，患者的移植后總存活率仍顯著低于未發生近平滑念珠菌腸道定植的患者。結果表明，腸道真菌的動態變化可作為造血干細胞移植療法預后的生物標記物。

　　該研究平行分析了腸道真菌與細菌的動態變化，發現存在近平滑念珠菌定植的糞便樣品中，腸道細菌密度顯著降低。與近平滑念珠菌發生共定植的細菌主要是葡萄球菌屬和鏈球菌屬，而這個隊列的患者中最常發生腸道定植的腸球菌屬卻很少與近平滑念珠菌同時出現。由于此前針對造血干細胞移植患者的腸道菌群研究主要集中在發生腸球菌定植的病人亞群中，該研究從真菌角度為腸道菌群動態變化和移植相關臨床結果的角度提供了更全面的認知。

　　綜上，研究表明在異基因造血干細胞移植的背景下識別和解決腸道真菌菌群失調有助于改善患者的預后，研究還強調關注真菌菌群在移植治療中的重要性。

圖1.腸道真菌群落的穩定性較低

圖2.發生近平滑念珠菌腸道定植的病例（左）移植后總存活率較差（右）

圖3.腸道真菌與細菌的共定植分析