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肥胖手術導致人類糞便群體中出現新的微生物菌株

文章作者:www.utbltn.icu發布時間:2019-11-18瀏覽次數:1073

利用阿拉巴馬大學伯明翰分校開發的獨特生物信息學技術,UAB研究人員在肥胖手術后發現了人類糞便微生物群中的新微生物菌株。手術后出現這些新菌株會破壞胃和上部小腸。相比之下,研究人員發現,人類腸道微生物群的菌株與結腸手術前相似,后者是胃腸道或胃腸道的下部。

UAB研究人員研究了接受兩種類型肥胖手術的患者 - Roux-en-Y胃旁路手術和袖狀胃切除術。在袖狀胃切除術中,胃的大小減小。 Roux-en-Y胃旁路術也減少了接受食物的胃的大小,但它也創造了胃的其余部分和小腸的第一部分的手術旁路。

“我們的結果顯示,當你通過肥胖手術改變上消化道時,你也會改變腸道環境,導致新的微生物菌株的出現,”研究小組負責人Casey Morrow博士說。 UAB細胞,發育和整合生物學系榮譽教授。 “在營養物質和胃腸道空間的微生物競爭中,獲勝者是一種在新的胃腸環境中更具競爭力的新菌株。”

信息學技術區分同一物種的個體菌株的能力推進了人類腸道微生物群的分析以及手術如何改變微生物群落。人類微生物群主要由500至1000種細菌組成,對人體健康具有重要的有益作用,包括免疫系統的調節和對宿主代謝和器官發育的影響。先前對微生物群的研究已經能夠確定肥胖手術后各種物種相對豐度的變化,但他們無法辨別這是否可能是由于同一物種的另一株菌替代了特定物種。

2017年,UAB研究人員使用他們的技術 - 稱為基于窗口的相似性單核苷酸變體或WSS - 來顯示糞便供體微生物在糞便移植治療后數月或數年保留在受體中直接證實復發性艱難梭菌感染。

對于發表于12月期“人類微生物學雜志”的報告,Morrow及其同事分析了在肥胖手術一年或兩年之前和之后從患者身上采集的糞便樣本。該研究包括18名接受Roux-en-Y胃旁路手術的患者和6名接受袖套胃切除術的患者。

當比較兩組肥胖患者的糞便前和糞便后樣本時,只有65%的Roux-en-Y WSS評分和75%的袖狀胃切除術WSS評分高于邊界截止值用于確定相關的一對。這意味著對于35%的Roux-en-Y微生物群和25%的套管胃切除術,發生了從一種細菌菌株到另一種細菌菌株的變化,并且在某些情況下,在這些條件下,這些微生物群落的變化持續一到兩次手術后數年。已經在大多數但不是所有的肥胖外科患者中鑒定了各種細菌物種的微生物菌株的多種變化。

相比之下,對于失去乙狀結腸段(靠近胃腸道末端)的五名手術患者,97%的術前和術后樣本的WSS評分高于臨界值,表明隨著時間的推移穩定應變。盡管有這些操作。其中三名患者在特定細菌物種中顯示出新的微生物菌株。另外兩個沒有新的菌株。這97%類似于未經處理的個體在一到兩年內觀察到的腸道微生物群的穩定性。

“我們的研究首先描述了上消化道改變后糞便中新微生物菌株的出現,”莫羅說。 “最有可能的是,糞便群體中新菌株的起源是與小腸相關的微生物群落。由于手術引起的永久性生理變化,新的微生物菌株反映了這些胃腸道環境變化的反應。“

“更廣泛的意義,”莫羅說,“認識到人類可以攜帶同一種微生物的多種菌株,從而對人類胃腸道菌群的復雜性產生新的認識。它強化了我們正在進行的研究對影響其他微生物破壞治療的研究有影響,如抗生素和癌癥化療,對胃腸道微生物群落的結構。“

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