YAQ001对肝硬化患者肠道微生物组、肠道通透性及全身炎症标志物的影响：一项随机双盲安慰剂对照试验的探索性亚研究

《LIVER INTERNATIONAL》：Impact of YAQ001 on the Gut Microbiome, Permeability and Markers of Systemic Inflammation in Patients With Cirrhosis

　　

背景与目的：YAQ001是一种新型、不可吸收、肠道限制性、多孔碳珠吸附剂。临床前研究和一项临床试验提示其在肝硬化患者中具有治疗潜力和安全性。本亚组研究旨在探讨YAQ001对肠道微生物组（gut microbiome）的影响，并探索其与肠道通透性（gut permeability）和全身炎症（systemic inflammation）生物标志物的关系。方法：28例肝硬化患者采用双盲法随机接受YAQ001（4 g，每日一次）或安慰剂。于基线、4周和12周评估肠道微生物组及炎症和肠道通透性生物标志物。评估生物标志物变化及其与微生物组组成和基因谱的关系。体外评估YAQ001对肺炎克雷伯菌（Klebsiella pneumoniae）生物膜（biofilm）的影响。结果：总体α多样性和β多样性未改变。YAQ001增加与肠道健康改善相关的细菌丰度，如Adlercreutzia equolifaciens（一种在肝病中常被耗竭的细菌），并降低与感染和不良结局相关的细菌丰度，如Klebsiella pneumoniae和Streptococcus mutans。YAQ001对铁载体、菌毛结构和脂多糖等与炎症和侵袭相关的毒力因子（virulence factors, VFs）产生积极影响。YAQ001组抗生素耐药基因（antibiotic resistance genes, ARGs）显著下降。这些变化与肠道通透性和全身炎症标志物降低相关。YAQ001在体外阻止K. pneumoniae生物膜。结论：YAQ001与肠道微生物组有利的组成变化及毒力相关基因特征减少趋势相关，同时炎症生物标志物有改善趋势。YAQ001的体外抗生物膜效应值得进一步机制研究。这些发现将YAQ001定位为潜在的微生物组治疗药物。

肝硬化（cirrhosis）的发病机制与肠道微生物组密切相关，尤其见于疾病晚期；内毒素等细菌产物可从肠道易位至肝脏和体循环，驱动失调的炎症反应和器官损伤。当前调节该过程的干预策略主要限于口服抗生素，以减少细菌过度生长和内毒素血症（endotoxemia），有时需长期用于肝硬化失代偿的二级预防。然而，抗生素虽可能带来短期获益，却不解决 underlying 的肠道菌群失调，并可能加剧长期并发症，如毒力株抗菌药物耐药（antimicrobial resistance, AMR）的发生和积累。肝硬化患者因反复感染、频繁住院和反复抗生素疗程而具有较高AMR风险；许多肠道致病菌还可形成生物膜（biofilm），即由自身产生的保护性基质包裹并黏附于黏膜表面的结构化细菌群落，作为物理屏障降低抗生素渗透、促进持续定植，并成为内毒素和促炎因子的储库，从而维持全身炎症和器官损伤。因此，需要更安全、可替代的治疗策略用于一级和二级预防。YAQ001是一种新型、不可吸收、肠道限制性、多孔碳珠吸附剂，具有确定孔径范围（250–500 μm），设计用于靶向肠道相关病理生理过程。临床前研究显示其可减少纤维化、门静脉高压严重程度和器官功能障碍，可能通过恢复失调的肠道微生物组和减少内毒素血症实现；其可吸附细菌毒素并物理隔离细菌，可能破坏生物膜形成并降低细菌负荷，而不发挥直接抗菌活性，从而避免驱动AMR的选择压力。CARBALIVE-SAFETY试验为2期随机安慰剂对照试验，评估口服YAQ001在失代偿期肝硬化患者中的安全性和有效性；28例肝硬化患者双盲随机接受YAQ001（4 g，每日一次）或安慰剂，于基线、4周和12周采集血、尿和粪便样本；主要终点为安全性和耐受性，次要终点包括器官功能和营养状态，未观察到严重不良事件或组间不良事件显著差异，胃肠道相关不良事件有记录但组间相当。本亚组研究旨在全面探讨YAQ001对肠道微生物组组成及功能（如代谢、VFs、ARGs和细菌生物膜）的影响，并探讨这些微生物组变化是否与肠道炎症、代谢和肠道通透性标志物变化相关，以及其对全身炎症和胆汁酸（bile acids, BAs）代谢的潜在影响。研究人员开展了一项随机双盲安慰剂对照临床试验的探索性亚组分析，样本来自CARBALIVE-SAFETY试验（NCT03202498）的28例肝硬化患者；于基线、第4周和第12周采集血清、粪便和尿液。关键技术方法不超过250字：该研究为CARBALIVE-SAFETY试验的探索性亚研究，纳入28例肝硬化患者，随机双盲接受YAQ001（4 g，每日一次）或安慰剂；于基线、第4周和第12周采集血清、粪便和尿液。粪便行鸟枪法宏基因组测序（shotgun metagenomic sequencing，平均约15×10⁶ reads/样本），映射至Integrated Gut Catalogue 2（IGC2）并计算宏基因组种（metagenomic species，MGS）丰度，采用KEGG、VFDB和DeepARG等注释功能、毒力因子和抗生素耐药基因；检测血清/粪便炎症与通透性标志物、胆汁酸（UPLC/Q-TOF-MS）、短链脂肪酸（short-chain fatty acids，SCFAs；GC-MS）及NMR代谢组。体外采用K. pneumoniae TOP52生物膜形成/预防试验，以及Caco-2/HT29-MTX-E12极化肠上皮感染模型。研究结果显示，组间临床和生化变量、Child-Pugh评分、Model for End-Stage Liver Disease（MELD）评分及不良事件率相似，营养状态和相关标志物亦相似。3.1 YAQ001对全身炎症、肠道通透性和内皮功能生物标志物的影响：在大量全身炎症标志物中，基于未校正p值，YAQ001组第12周血管紧张素转换酶（angiotensin-converting enzyme，ACE）和CXCL10（C-X-C motif chemokine ligand 10）名义下降，C反应蛋白（C-reactive protein，CRP）第4周名义下降，不对称二甲基精氨酸（asymmetric dimethyl arginine，ADMA）第12周名义改善；安慰剂组ACE和CXCL10无改善；这些均为探索性且未通过FDR校正，许多测量值在正常范围且变化较小。3.1.2 肠道通透性：乳酸/L-鼠李糖比值（lactulose/L-rhamnose ratio）名义改善，需未来验证。3.1.3 肠道代谢：活动组乙酸、丙酸和丁酸浓度名义降低，但治疗结束时均值分别为63.5、7.3和14.5 μmol/g湿重，处于正常健康范围；营养生物标志物无差异。3.1.4 肠道炎症标志物：活动组粪便促炎细胞因子、内毒素降低及抗炎细胞因子升高有趋势，但所有粪便标志物差异均无统计学意义；这些阴性结果支持其他阳性信号的探索性。3.2 YAQ001对微生物组组成的影响：对70份样本行鸟枪法宏基因组测序，平均1500万reads；YAQ001治疗后，安慰剂组与活动组在三次访视的物种丰富度相似，个体内不同时间点Bray Curtis距离分布无显著差异，提示两组总体微生物群落组成随时间变化相似。比较单个微生物，YAQ001组多数增加菌与促进肠道健康相关，如Adlercreutzia equolifaciens（在肝病中常被耗竭、具抗炎特性的共生菌）名义增加，Faecalibacterium prausnitzii（具抗炎特性的重要丁酸产生共生菌）名义增加；多数名义减少菌与感染和肝病不良结局相关，如K. pneumoniae和Streptococcus mutans；FDR校正后无微生物组变化保持显著，应视为探索性和假设生成。KEGG直系同源（KEGG orthologue，KO）注释基因差异分析中，名义显著变化最多的功能类别为ABC转运体、双组分系统和生物膜形成基因，均与外源性细菌成分相关；活动组中精氨酸生物合成、半胱氨酸和甲硫氨酸、半乳糖、甲烷、氧化磷酸化及非核糖体肽铁载体生物合成等代谢通路至少有3个酶名义减少；生物膜形成类别中仅观察到活动组基因下降，初步提示YAQ001可能影响受影响物种的膜或细胞外成分，但需独立队列确认。3.3 YAQ001对微生物毒力和抗菌耐药相关基因的影响：差异丰度VFs基因均显示活动组较安慰剂组下降，第12周下降最大，但未通过FDR校正；下降VFs涉及黏附、营养因子、效应递送系统、免疫调节、调控、侵袭和AMR类别，最常见为黏附和营养因子；黏附VFs如纤连蛋白结合蛋白（fibronectin binding protein，FBP）促进纤连蛋白介导的胶原募集和链球菌聚集；营养VFs多与金属离子摄取相关，如肺炎链球菌表面黏附素A（pneumococcal surface adhesin A，PsaA）负责将Mn²⁺和Zn²⁺转运入细菌胞质，PsaA突变体定植能力显著受损且对氧化损伤更敏感；还观察到Sal基因，为K. pneumoniae肺部感染时炎症和细菌播散的主要触发因素；黏附和营养因子类别基因在治疗结束时相对丰度下降最大，Streptococcaceae家族变化最大；FBP和PsaA等Streptococcaceae VFs基因丰度与ACE呈名义负相关。ARGs分析显示，多数差异ARGs在活动组下降；多药耐药（multidrug resistance，MDR）家族中RamA和OqxB下降最大（平均log₂倍数变化

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