《Gut Microbes Reports》：Gut microbiome dysbiosis and functional alterations in Campylobacter-associated gastroenteritis using metagenomic approaches
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Campylobacter物种是全球细菌性胃肠炎的主要原因。研究人员使用经PCR确认的Campylobacter阳性患者和有症状的PCR阴性对照的粪便样本，通过鸟枪法宏基因组测序，揭示了以物种丰富度降低为标志的菌群失调（Campylobacter阳性组的中位S
Campylobacter物种是全球细菌性胃肠炎的主要原因。研究人员使用经PCR确认的Campylobacter阳性患者和有症状的PCR阴性对照的粪便样本，通过鸟枪法宏基因组测序，揭示了以物种丰富度降低为标志的菌群失调（Campylobacter阳性组的中位Shannon多样性指数[3.24]显著低于Campylobacter阴性组[3.63]，P=0.038），分类学向炎症相关类群（Campylobacteriaceae、Enterobacteriaceae、Pasteurellaceae）转变，以及参与短链脂肪酸（SCFA）产生的关键共生菌（Ruminococcaceae、Bacteroidaceae、Eubacteriaceae）的减少。这些变化定义了感染的特异性微生物特征，表明肠道环境受扰，定植抗性降低和屏障功能受损。尽管存在这些分类学和生态学上的破坏，抗性组分析显示抗生素抗性基因（ARG）的负荷或多样性并未增加，提示观察到的微生物组破坏可能不会导致肠道微生物组中ARG的广泛扩增。对培养的Campylobacter jejuni和C. coli分离株进行全基因组测序，揭示了常见的ARG，包括blaOXA-193、tet(O)和gyrA_T86I，其中一些与宏基因组发现重叠。此外，宏基因组学在PCR阴性对照中鉴定出低丰度的Campylobacter物种，强调了提高分类学分辨率的必要性。这些结果描绘了人类肠道中Campylobacter相关的微生物和功能足迹，对诊断和抗生素管理具有重要意义。
**论文解读文章**
**研究背景与问题**
Campylobacter物种是全球细菌性胃肠炎的主要病因，导致显著的发病率和经济负担。感染常通过污染食物或水获得，表现为急性腹泻，并可能引发反应性关节炎和格林-巴利综合征等慢性后遗症。人类肠道微生物组作为由数万亿微生物组成的复杂生态系统，在维持宿主健康中起关键作用，包括营养代谢、免疫调节和对病原体的定植抗性。越来越多的证据表明，肠道微生物组在塑造宿主对Campylobacter感染的反应及影响疾病结局中发挥重要作用。然而，先前研究多局限于16S rRNA测序或动物模型，对Campylobacter感染引起的特异性微生物群落组成和功能路径的全面理解尚不充分。此外，关于Campylobacter感染对肠道微生物组内抗生素抗性基因（ARG）图谱的影响了解甚少，尽管其他肠道病原体（如沙门氏菌和志贺氏菌）的研究表明急性感染期ARG多样性显著增加。因此，本研究旨在通过鸟枪法宏基因组测序，系统表征Campylobacter相关胃肠炎患者的肠道微生物组组成、功能变化及抗性组特征，并整合培养方法以进行分离株基因组分析，为诊断和抗生素管理提供临床相关见解。该论文发表在《Gut Microbes Reports》。
**关键技术方法**
研究人员从英国诺里奇Eastern Pathology Alliance诊断实验室获取60份残余诊断粪便样本，包括30份Campylobacter PCR阳性样本和30份有症状的PCR阴性对照（经EntericBio Gastro Panel 2确认对其他常见肠道病原体阴性）。主要技术方法包括：鸟枪法宏基因组测序（Illumina NovaSeq PE150平台，目标深度≥10GB/样本）用于群落组成和抗性组分析；使用MetaPhlAn4（v4.0.1）进行物种分类学丰度估计；采用ResFinder（v2.4.0）结合GROOT算法进行抗性组分析。培养方面，采用改良ISO方法（EN ISO 10272-2019）从粪便中分离Campylobacter，并对分离株进行全基因组测序（Illumina NextSeq500），使用AMRFinderPlus（v3.11.4）鉴定耐药基因，并通过MLST（v2.16.1）进行序列分型。
**研究结果**
**群体特征与微生物组分析**
研究纳入60例患者（年龄9个月至91岁，中位59.5岁；男女各28和32例），PCR阳性组与阴性组在年龄分布、性别比例及Bristol粪便评分上无显著差异。通过比较多样性指数，发现PCR阳性组物种丰富度（中位85.5 vs. 146，P=0.014）和Shannon多样性指数（中位2.36 vs. 2.97，P=0.035）显著低于阴性组，而Simpson优势度和均匀度无差异。
**培养法回收C. jejuni和C. coli，揭示多样序列类型和耐药基因**
30份PCR阳性样本中，20份通过培养获得Campylobacter分离株，共243株，其中222株（91.4%）为C. jejuni，21株（8.6%）为C. coli。C. jejuni分属12种序列类型（ST），C. coli为ST-1055和ST-825。常见ARG包括bla
OXA-193、tet(O)和gyrA_T86I，部分分离株还携带aadE等额外耐药基因。
**微生物群落组成评估**
通过Bray-Curtis和Aitchison距离的PERMANOVA分析，PCR阳性组与阴性组的物种级群落组成存在显著差异（P=0.016和P=0.004）。在科水平，Bacteroidaceae（中位相对丰度27.3%）和Lachnospiraceae（7.3%）占主导，但Enterobacteriaceae变异较大。差异丰度分析（MaAsLin2，调整年龄和测序批次）显示，PCR阳性组中Campylobacteraceae、Pasteurellaceae和Enterobacteriaceae相对丰度显著升高，而Rikenellaceae和Eubacteriaceae显著降低。属水平上，Campylobacter和Escherichia在阳性组中升高，Blautia、Alistipes和Roseburia等短链脂肪酸（SCFA）产生菌显著降低。
**抗性组分析**
共鉴定331个ARG，但PCR阳性组与阴性组的总ARG负荷无显著差异（P=0.79）。在抗生素类别层面，叶酸途径拮抗剂抗性基因在阳性组中显著升高（P=0.031），而氨基糖苷类、β-内酰胺类、大环内酯类和四环素类抗性基因无显著差异。培养分离株与宏基因组检测的ARG一致性有限：tet(O)在4/9样本中一致，bla
OXA-193在2/13样本中一致，反映这些基因在共生菌中的广泛分布。
**Campylobacter相对丰度与微生物组组成相关**
宏基因组在27/30份PCR阳性样本中检测到Campylobacter，相对丰度0.1%-31%；9/30份PCR阴性样本中检测到低丰度Campylobacter（不含C. jejuni或C. coli），包括C. ureolyticus、C. curvus等。Campylobacter相对丰度与PCR阳性组内微生物组整体组成显著相关（PERMANOVA，P=0.015，R2=6%），但与物种丰富度无显著相关（Spearman ρ=?0.037，P=0.84）。
**讨论与结论**
研究结果表明，Campylobacter阳性胃肠炎与独特的肠道微生物组破坏模式相关，包括丰富度降低、炎症相关类群（Enterobacteriaceae等）扩增及SCFA产生菌（Blautia、Roseburia、Alistipes）减少，这些变化与定植抗性和屏障功能受损一致。尽管存在这些分类学扰动，但肠道抗性组未出现广泛扩增，仅叶酸途径拮抗剂抗性基因有轻微升高，这与沙门氏菌和志贺氏菌感染中ARG多样性显著增加的报告形成对比。年龄是微生物组组成的重要决定因素，而性别和粪便性状无显著影响。Campylobacter丰度与群落组成相关而非丰富度，提示病原体施加选择性而非广谱抑制效应。宏基因组学能检测到常规PCR或培养遗漏的低丰度Campylobacter物种，但需谨慎解读其临床意义。研究局限性包括：缺乏抗生素暴露史等详细临床数据；PCR阴性对照组可能包含未检测到的病原体或非感染性病因；横断面设计无法推断因果关系。结论：Campylobacter阳性胃肠炎伴随独特的微生物组破坏，表现为丰富度降低和关键分类群变化，但无相应的肠道抗性组广泛扩张。这些微生物信号的一致性支持其相关性，未来需纵向研究阐明时间动态及临床管理意义。
