Altered Gut Microbial Metabolism of Essential Nutrients in Primary Sclerosing Cholangitis

doi:10.1053/j.gastro.2020.12.058

多中心研究

.2021年4月；160（5）：1784-1798.e0。

doi:10.1053/j.gastro.2020.12.058。 Epub 2020年12月31日。

原发性硬化性胆管炎患者肠道微生物必需营养素代谢的改变

附属公司

¹挪威奥斯陆大学医院移植医学系挪威原发性硬化性胆管炎研究中心，挪威奥斯陆Rikshospitalet；挪威奥斯陆奥斯陆大学临床医学研究所；挪威奥斯陆大学医院内科研究所；挪威奥斯陆奥斯陆大学医院肿瘤科。
²德国基尔大学克里斯蒂安·阿尔布雷希茨临床分子生物学研究所。
^三挪威原发性硬化性胆管炎研究中心，奥斯陆大学医院移植医学部，挪威奥斯陆；挪威奥斯陆奥斯陆大学临床医学研究所；挪威奥斯陆大学医院内科研究所。
⁴德国基尔大学克里斯蒂安·阿尔布雷希茨临床分子生物学研究所；德国基尔石勒苏益格－荷尔斯泰因大学医院皮肤科、性病科和过敏科。
⁵德国汉堡分子神经生物学中心医学系统生物学研究所；I.德国汉堡大学医学中心医学系。
⁶I.德国汉堡大学医学中心医学系。
⁷贝维特斯，挪威卑尔根。
⁸挪威奥斯陆奥斯陆大学临床医学研究所；挪威奥斯陆Ullevál奥斯陆大学医院消化科。
⁹挪威奥斯陆大学医院移植医学系挪威原发性硬化性胆管炎研究中心，挪威奥斯陆Rikshospitalet；挪威卑尔根哈拉尔德普拉斯女执事医院医学部；挪威卑尔根卑尔根大学临床科学系。
¹⁰奥斯陆大学临床医学研究所，挪威奥斯陆；挪威奥斯陆，奥斯陆大学医院，临床免疫学和传染病科。
¹¹德国基尔大学第一医学部内分泌、糖尿病和临床营养科。
¹²德国基尔大学克里斯蒂安·阿尔布雷希茨流行病学研究所。
¹³挪威奥斯陆大学医院移植医学系挪威原发性硬化性胆管炎研究中心，挪威奥斯陆Rikshospitalet；挪威奥斯陆奥斯陆大学临床医学研究所；挪威奥斯陆大学医院内科研究所；挪威奥斯陆，奥斯陆大学医院Rikshospitalet，移植医学部，胃肠科。
¹⁴I.德国汉堡大学医学中心医学系；德国汉堡大学医学中心Martin Zeitz罕见疾病中心；德国汉堡大学医学中心汉堡转化免疫学中心。
¹⁵挪威奥斯陆大学医院移植医学系挪威原发性硬化性胆管炎研究中心，挪威奥斯陆Rikshospitalet；挪威奥斯陆奥斯陆大学临床医学研究所；挪威奥斯陆大学医院内科研究所；挪威奥斯陆，奥斯陆大学医院Rikshospitalet，移植医学部，胃肠科。电子地址：j.e.r.hov@medisin.uio.no。

PMID： 33387530
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内政部： 10.1053/j.gastro.2020.12.058

多中心研究

原发性硬化性胆管炎患者肠道微生物必需营养素代谢的改变

马丁·库曼等。胃肠病学. 2021年4月.

.2021年4月；160（5）：1784-1798.e0。

doi:10.1053/j.gastro.2020.12.058。 Epub 2020年12月31日。

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¹挪威奥斯陆大学医院移植医学系挪威原发性硬化性胆管炎研究中心，挪威奥斯陆Rikshospitalet；奥斯陆大学临床医学研究所，挪威奥斯陆；挪威奥斯陆大学医院内科研究所；挪威奥斯陆奥斯陆大学医院肿瘤科。
²德国基尔大学克里斯蒂安·阿尔布雷希茨临床分子生物学研究所。
^三挪威奥斯陆大学医院移植医学系挪威原发性硬化性胆管炎研究中心，挪威奥斯陆Rikshospitalet；挪威奥斯陆奥斯陆大学临床医学研究所；挪威奥斯陆大学医院内科研究所。
⁴德国基尔大学克里斯蒂安·阿尔布雷希茨临床分子生物学研究所；德国基尔石勒苏益格-霍尔斯坦大学医院皮肤病、性病和过敏科。
⁵德国汉堡分子神经生物学中心医学系统生物学研究所；I.德国汉堡大学医学中心医学系。
⁶I.德国汉堡大学医学中心医学系。
⁷贝维特斯，挪威卑尔根。
⁸挪威奥斯陆奥斯陆大学临床医学研究所；挪威奥斯陆Ullevál奥斯陆大学医院消化科。
⁹挪威奥斯陆大学医院移植医学系挪威原发性硬化性胆管炎研究中心，挪威奥斯陆Rikshospitalet；挪威卑尔根哈拉尔德普拉斯女执事医院医学部；挪威卑尔根卑尔根大学临床科学系。
¹⁰挪威奥斯陆奥斯陆大学临床医学研究所；挪威奥斯陆，奥斯陆大学医院，临床免疫学和传染病科。
¹¹德国基尔大学第一医学部内分泌、糖尿病和临床营养科。
¹²德国基尔大学克里斯蒂安·阿尔布雷希茨流行病学研究所。
¹³挪威奥斯陆大学医院移植医学系挪威原发性硬化性胆管炎研究中心，挪威奥斯陆Rikshospitalet；挪威奥斯陆奥斯陆大学临床医学研究所；挪威奥斯陆大学医院内科研究所；挪威奥斯陆，奥斯陆大学医院Rikshospitalet，移植医学部，胃肠科。
¹⁴I.德国汉堡大学医学中心医学系；德国汉堡大学医学中心Martin Zeitz罕见疾病中心；汉堡转化免疫学中心，汉堡埃彭多夫大学医学中心，德国汉堡。
¹⁵挪威奥斯陆大学医院移植医学系挪威原发性硬化性胆管炎研究中心，挪威奥斯陆Rikshospitalet；挪威奥斯陆奥斯陆大学临床医学研究所；挪威奥斯陆大学医院内科研究所；挪威奥斯陆大学医院里克斯医院移植医学部胃肠病学科。电子地址：j.e.r.hov@medisin.uio.no。

PMID： 33387530
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摘要

背景和目标：原发性硬化性胆管炎（PSC）患者的成分微生物群改变必须伴随功能改变，才能影响宿主和疾病表型。因此，我们旨在描述PSC患者与健康对照组（HCs）和炎症性肠病（IBD）患者相比肠道微生物组的遗传潜力。

方法：来自2个队列（1名挪威人和1名德国人）的粪便DNA，共包括136名PSC患者（58%为IBD患者）、158名HCs和93名无PSC的IBD患者，进行了宏基因组鸟枪测序，产生170亿对end序列，这些序列是使用HUMAnN2和MetaPhlAn2进行处理的，并使用广义线性模型和随机效应meta分析进行分析。

结果：与HCs相比，PSC患者的微生物基因较少（P<.0001）。与HCs相比，PSC患者的梭状芽孢杆菌种类增多且患病率增加，而真杆菌属和瘤胃球菌属的种类减少。PSC患者与维生素B6合成和支链氨基酸合成（Q_{飞行数据记录器}< .05). 对一组独立的PSC患者和对照组的血浆进行靶向代谢组学研究发现，PSC中维生素B6和支链氨基酸的浓度降低（P<0.001），这与减少无肝移植存活率密切相关（log-rank P<0.001）。在伴有和不伴有IBD的PSC患者之间未检测到分类或功能差异。

结论：与HCs相比，PSC患者的肠道微生物组表现出巨大的功能差异，包括必需营养素的微生物代谢。与疾病过程相关的循环代谢物的变化，表明微生物功能可能与PSC的疾病过程有关。

关键词：支链氨基酸；微生物组；原发性硬化性胆管炎；维生素B。

PubMed免责声明

数字

**图1。PSC患者和对照组的总体细菌分类组成和基因丰富度。**
基因组水平Bray-Curtis差异的非约束排序(A类)合并队列中的PSC患者，以及健康和IBD对照组，以及(B类)德国人和(C类)挪威队列分开，显示了全球微生物群组成的变化。(天)与对照组相比，PSC中观察到的基因数量。A-C中的所有组质心表示排序中各组各自点的算术平均值，椭圆表示多元t分布的95%置信水平。D中的红色水平条表示中间值。德国GER；HC，健康对照；炎症性肠病；NOR，挪威；MDS，多维尺度；PSC，原发性硬化性胆管炎。

**图2。与健康对照组相比，PSC中物种组成的差异。**
(A类)物种丰富程度不同(B类)在PSC和健康对照中发病率不同的物种。物种按门的隶属关系着色。(C类)健康对照组和(天)PSC患者。在A和B中，森林图中的三角形/条形表示对数（OR）/SE。C和D中的红色和蓝色线条分别表示物种之间的正相关和负相关。节点大小反映了每个表型中经平方根转换的中值相对丰度，并且被包围的节点标记了关节点。仅显示了r>0.4的相关关系，增加线厚度反映了相关系数的增加。原发性硬化性胆管炎；HC，健康对照*问 _{飞行数据记录器}<.05, **问 _{飞行数据记录器}<.005, ***问 _{飞行数据记录器}<.0005.

**图3。PSC微生物组代谢途径的改变。**
热图和森林图显示微生物代谢途径（代谢途径，问 _{飞行数据记录器}<.05）。森林样地中的三角形/条形表示对数（OR）/SE.HC，健康对照；PSC，原发性硬化性胆管炎*问 _{飞行数据记录器}<.05, **问 _{飞行数据记录器}<.005, ***问 _{飞行数据记录器}<.0005.

**图4。PSC患者肠道微生物组的遗传潜力。**
显示与支链氨基酸微生物代谢相关的酶家族相对丰度（4级酶委员会（EC）类别）的点图(A类)缬氨酸(B类)亮氨酸和(C类)异亮氨酸(天)维生素B6的活性形式（5'-磷酸吡哆醛，PLP）和(电子)维生素B2、黄素单核苷酸（FMN）的活性形式，以及(F类)黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD），以及(*G公司*)核黄素（维生素B2）和相关代谢物的合成(*H-I公司*)氨生产和(J型)抗生素耐药性。红条标记中间带。EC，四级酶委员会；FAD，黄素腺嘌呤二核苷酸；HC，健康对照；炎症性肠病；PLP，5'-磷酸吡哆醛；PSC，原发性硬化性胆管炎*问 _{飞行数据记录器}<.05, **问 _{飞行数据记录器}<.01, ***问 _{飞行数据记录器}<.001.

**图5。微生物相关血浆代谢物和无肝移植存活率。**
(A类)活性维生素B6代谢物5'-磷酸吡哆醛（PLP）(B类)异亮氨酸(C类)亮氨酸和(天)PSC患者血浆中缬氨酸与健康对照组的比较。Kaplan-Meier图显示低水平（1^标准四分位）(电子)PLP、(F类)异亮氨酸(*G公司*)亮氨酸和(*H（H）*)缬氨酸均与PSC患者无肝移植存活率降低有关。HC，健康对照；PLP，5'-磷酸吡哆醛；PSC，原发性硬化性胆管炎。

**图6。使用随机森林分类法分离临床表型。**
(A类)产品分成合同与健康控制和(B类)产品分成合同与.IBD。结果使用所有可用物种（红线）或仅重要物种命中（蓝线）。AUC，曲线下面积；F1、F1测量；炎症性肠病；MCC，马太相关系数（范围：-1–+1）；PSC，原发性硬化性胆管炎。

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中的注释

喂食PSC中的胃肠轴：与IBD有什么不同？
Ponsioen CY，de Jonge WJ（华盛顿州）。 Ponsioen CY等人。胃肠病学。2021年9月；161(3):1070-1071. doi:10.1053/j.gastro.2021.05.028。Epub 2021年5月18日。胃肠病学。2021 PMID：34015335 没有可用的摘要。

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