通过长读长宏基因组学解析晚期慢性肝病的微生物组与耐药基因组

《Genome Medicine》：Decoding the microbiome and resistome of advanced chronic liver disease through long-read metagenomics

　　

摘要

背景

患有晚期慢性肝病（ACLD）及基础性肝硬化患者常常需要反复接受抗菌治疗，且随着疾病进展，抗菌药物的使用频率和种类都在增加。在这些患者中，免疫功能受损以及肠道屏障功能紊乱会增加其发生多重耐药细菌感染的风险。

方法

为全面了解ACLD不同临床阶段患者的胃肠道微生物组及抗菌药物耐药基因情况，并识别与疾病严重程度相关的微生物特征和耐药基因特征，我们采用了长读长测序技术（牛津纳米孔技术）来分析急性加重型慢性肝衰竭（ACLF）、失代偿性肝硬化（DC）和稳定期肝硬化（SC）患者的胃肠道微生物组及耐药基因谱，同时将结果与健康对照组（HC）进行比较。

结果

ACLF患者体内肠球菌属显著富集，28个样本中有6个的相对丰度超过95%，这表明该菌可能作为晚期肝硬化的细菌生物标志物。我们从肝硬化患者中重建了28个高质量的肠球菌属宏基因组组装序列，其中17个来自ACLF患者。肠球菌属的过度生长与微生物多样性显著降低有关，同时包括布劳氏菌、阿克曼氏菌、粪杆菌和双歧杆菌在内的关键共生菌群也明显减少。与这些组成变化一致，耐药基因分析显示，在DC和ACLF患者中，具有临床意义的抗菌药物耐药基因显著富集，其中包括能够抵抗氨基糖苷类、β-内酰胺类和糖肽类抗菌药物的耐药基因，这一现象与他们之前的抗菌药物使用史相符。

结论

长读长测序技术能够帮助高分辨率地分析不同严重程度ACLD患者的微生物组及耐药基因动态。通过捕捉分类学变化、功能特性以及耐药基因的富集情况，该方法为了解与疾病严重程度相关的微生物组变化提供了重要依据，有助于开展机制研究并探索潜在的临床干预措施。