《Scientific Data》：16S rRNA Datasets of Gut Microbiota in Stent-Based Diverting Technique and Ileostomy from A Prospective, Open-Label, Multicenter Randomized Controlled Trial
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越来越多的证据表明，肠道菌群失调与直肠癌术后并发症及肠道功能恢复延迟密切相关。尽管基于支架的转流技术（stent-based diverting technique, SDT）与传统回肠造口术对肠道微生物平衡产生不同的影响，但目前仍缺乏来自随机试验的高质量比较
越来越多的证据表明，肠道菌群失调与直肠癌术后并发症及肠道功能恢复延迟密切相关。尽管基于支架的转流技术（stent-based diverting technique, SDT）与传统回肠造口术对肠道微生物平衡产生不同的影响，但目前仍缺乏来自随机试验的高质量比较性微生物组数据。本研究报道了一项来自80例随机分配至SDT组（n=37）或回肠造口组（n=43）患者的16S rRNA扩增子数据集，粪便样本分别于术前及术后第90天采集。研究人员在四个亚组中表征了门水平分类组成、α多样性和组间β多样性，并通过LEfSe分析鉴定了具有判别性的分类群。功能预测检测到术后差异代谢通路。此外，研究人员还进行了相关性分析，将临床协变量与微生物特征相关联。该公共数据集支持独立再处理和跨研究比较，有助于探索不同转流策略特异性的微生物重塑，并验证SDT的肠道菌群保护能力。
基于支架转流技术与回肠造口术的直肠癌术后肠道菌群变化：一项前瞻性多中心随机对照试验的微生物组数据解读
研究背景与意义
吻合口漏是直肠癌术后最严重的并发症之一，对患者健康构成重大威胁。回肠造口术是目前全球应用最广泛的保护性干预措施，但该术式会导致造口相关并发症，需要二次还纳手术，同时伴随肠道菌群失调。回肠造口术中断了肠道连续性，形成功能上隔离的远端肠段，并伴有严重的肠道菌群失调。既往研究进一步证实，这种菌群失调参与了转流性结肠炎（diversion colitis, DC）的发病机制，并与不良肿瘤学结局相关。在正常肠道中，共生菌产生短链脂肪酸以维持黏膜完整性。粪便转流后，肠腔内内容物缺乏抑制了有益菌的生长，同时促进致病菌的扩增，其代谢产物触发肠道炎症。
基于支架的转流技术（stent-based diverting technique, SDT）是由研究团队开发的一种新型无造口吻合口保护方法。与传统回肠造口术相比，SDT显著缩短了肠道转流时间，通常在3至4周内恢复正常肠道功能，从而加速肠道菌群的快速恢复。在前期试验中，研究人员证明SDT与回肠造口术相比缩短了住院时间、降低了医疗费用并改善了患者生活质量。然而，既往研究仅聚焦于临床结局，未包含任何肠道菌群相关数据或分析。该手术后肠道菌群的变化仍未明确，SDT对肠道微生物稳态的有益作用尚未阐明。
研究设计与方法
本试验为一项在中国三家医院开展的前瞻性、多中心、开放标签随机对照试验，时间跨度为2021年12月至2023年3月。80例直肠癌患者被随机分配至SDT组（n=37）或回肠造口组（n=43），其中2例原分配至SDT组的患者转为回肠造口术，因此按实际治疗人群计，SDT组35例、回肠造口组45例。粪便样本于术前及术后第90天采集，初始共收集113份标本，经质量控制排除3份无效样本后，最终数据集包含SDT组术前34份和术后11份样本，以及回肠造口组术前43份和术后22份样本。
主要技术方法包括：16S rRNA基因V3-V4区域扩增子测序（Illumina平台）；基于barcode的序列拆分与引物修剪；FLASH软件进行双端序列拼接；fastp进行质量控制；基于SILVA数据库的嵌合体识别与去除；QIIME2软件中DADA2模块进行去噪获得扩增子序列变异体（amplicon sequence variants, ASVs）；物种注释采用Silva数据库；α多样性（Shannon和Simpson指数）、β多样性（PCoA分析和Adonis检验）、LEfSe差异分析、功能预测及典型对应分析（canonical correspondence analysis, CCA）等生物信息学分析。原始数据已提交至NCBI Sequence Read Archive（SRA，登录号SRP711022）和BioProject PRJNA1480144，处理数据上传至GEO（登录号GSE336197）。
研究结果
菌群组成与多样性分析
门水平群落组成分析显示四组间存在差异。α多样性分析采用Shannon和Simpson指数，β多样性通过主坐标分析（PCoA）展示，Adonis检验验证了组间β多样性差异的统计学显著性，结果显示术前与术后样本间存在显著差异。
差异分类群鉴定
LEfSe分析以LDA评分阈值4鉴定了四组间稳健的分类富集模式。宏基因组差异分析显示，两个手术组的术后样本相对于匹配的术前样本，细菌物种丰富度均显著降低，并可视化了丰度显著耗竭的分类群。
功能通路预测
功能预测分析揭示了微生物失调驱动的生物学扰动。回肠造口术后组（ILPo）与术前组（ILPr）相比展现出最广泛的富集功能通路谱。基线时组间未检测到差异通路，但术后出现了113条差异通路。回肠造口队列内的组内比较进一步发现了术前与术后时间点之间437条改变的通路，而SDT组仅富集了3条通路。
临床协变量相关性分析
鉴于临床协变量在塑造肠道微生物谱和宿主-微生物互作中的关键作用，研究人员进行了全面的相关性分析，将临床元数据（年龄、BMI、肿瘤大小）与分类群丰度相关联。CCA分析显示环境因素与术前术后各组属水平和种水平微生物组成之间存在显著关联。
讨论与结论
本研究存在若干局限性：第一，16S rRNA基因测序仅能实现属和种水平的分类鉴定，微生物功能谱仅为预测而非实验验证；第二，粪便样本仅在术后单一时间点采集，未能捕捉肠道菌群的长期动态变化；第三，SDT组术后样本量相对较小（n=11），可能影响结果的统计可靠性。
该数据集揭示了两种转流手术对肠道微生物稳态的不同影响。SDT相较于回肠造口术在术后肠道菌群恢复方面展现出潜在优势，表现为更少的菌群多样性降低和更窄的功能通路改变谱。这一新发布的数据资源为理解不同转流策略特异性的微生物重塑提供了基础，可能为逆转回肠造口相关肠道菌群失调和促进术后恢复的靶向干预措施奠定基础。进一步的大规模随机对照试验仍需开展以阐明其潜在机制。
