纵向多组学分析揭示了多界微生物群与宿主在肾移植术后感染中的相互作用动态及诊断生物标志物

《npj Biofilms and Microbiomes》：Longitudinal multi-omics analysis identify multi-kingdom microbiome-host interaction dynamics and diagnostic biomarkers of postoperative infection after kidney transplantation

　　

摘要

尽管在微生物组与感染研究方面已取得一定进展，但多界肠道微生物组在肾移植感染中的作用仍需进一步探究。本研究对5家不同移植中心的169名肾移植受者进行了纵向、整合性的多组学分析，涵盖了肠道微生物组、粪便代谢组及血浆代谢组，同时包括发现组和验证组。我们观察到肾移植特有的四界微生物组失衡现象，涉及细菌、真菌、古菌和病毒，其中细菌和真菌群落的变动最为显著。此外，我们识别出6个与感染相关的共现群体，这些群体由23种细菌和3种真菌组成，显示出复杂的细菌-真菌相互作用。有趣的是，与感染相关的粪便代谢组特征F1以N-乙酰腐胺和羟脯氨酸为特征，它与以肠球菌、柠檬酸杆菌和乳球菌为主的共现群体以及以苯乙酰-L-谷氨酰胺、吲哚硫酸盐和白三烯为代表的血浆代谢特征呈正相关。相反，血浆中的胆固醇硫酸盐和麦角硫因则与粪便中的吲哚乙酸和水苏糖相关，后者更常见于未感染的受者。最后，在独立验证组中，细菌和真菌物种的组合生物标志物具有很强的肾移植感染诊断能力（受试者工作特征曲线下面积为0.80），而粪便代谢物也表现出较高的准确性（AUROC=0.83）。总体而言，我们的研究不仅揭示了术后感染相关的多界微生物网络动态，还发现了具有强诊断能力的微生物及其代谢生物标志物，可用于诊断肾移植术后的感染。