在德国，肾脏是最常被移植的器官。根据德国器官移植基金会的数据，2023年共有1,514个肾脏通过死后器官捐赠进行了移植，占所有移植器官的2,986个。对于晚期肾衰竭患者来说，肾脏移植仍然是最佳治疗选择。因此，需求量也非常高：2023年有6,513名患者在等待肾脏移植。对于已经接受移植的患者来说，一个严重的风险是移植排斥。这是身体对异体组织的一种防御反应，严重时可能导致器官功能完全丧失。为什么有些移植会被排斥而有些不会，这主要取决于免疫机制。其原因非常复杂且往往难以理解。为了帮助回答这个问题，来自柏林夏里特大学医学院、马克斯·德尔布吕克分子医学中心和德国感染研究中心（DZIF）的研究人员分析了纳入DZIF移植队列的肾脏移植患者的肠道微生物群组成和功能的变化。他们发现，在移植排斥之前，肠道微生物群中存在一种改变的特征。这项发表在《美国移植杂志》上的研究为早期识别排斥风险提供了一个可能的起点。
我们的肠道内寄居着无数微小生物，它们在免疫系统的运作中起着重要作用。这被称为微生物群。其中超过90%是细菌。这些细菌及其产生的物质与我们的身体进行交流——尤其是与保护我们免受疾病的细胞。因此，它们有助于调控和增强我们的免疫系统，这对健康人和病人都非常重要。慢性肾病患者的肠道微生物群组成发生了显著变化，导致抗炎性短链脂肪酸（SCFA）浓度降低，而来自微生物群的促炎代谢物浓度增加。
在这项研究中，由柏林实验与临床研究中心的Nicola Wilck研究小组的第一作者Johannes Holle和Rosa Reitmeir领导的研究人员分析了肾脏移植后患者肠道微生物群的组成和功能变化。他们发现在移植排斥反应发生前，肠道微生物群已经出现了变化。本研究中分析的所有患者都是DZIF前瞻性队列研究的一部分，该研究在海德堡、汉诺威、图宾根以及慕尼黑技术大学和路德维希-马克西米利安大学的五个德国移植中心进行。这些中心涵盖了德国超过20%的器官移植，并提供了肾脏移植后过程的代表性图像。
总共分析了562份粪便样本，按健康肾脏捐献者、移植前患者、移植后0-3个月、3-12个月、12-24个月和24个月以上的患者分组，显示了肾脏移植后肠道微生物群随时间的动态再生，逐渐恢复到自然和健康的状态。
“由于我们观察到了这种动态变化，我们想了解移植排斥如何影响这一过程，”Johannes Holle解释说。“反之亦然，肠道微生物群的变化如何影响免疫系统和移植排斥，”Rosa Reitmeir补充道。研究人员发现，在出现临床明显并经活检证实的排斥反应之前，经历过移植排斥的患者肠道微生物群的组成已经发生了改变。
值得注意的是，在表现出排斥反应的患者中，通常出现在晚期肾衰竭患者中的细菌如Fusobacterium和疾病相关菌属如Streptococcus的数量再次增加。而在另一组未发生排斥反应的患者中则没有这种情况。总体分析表明，在肾脏排斥之前，粪便中短链脂肪酸的生产潜力降低。这表现在排斥前产生短链脂肪酸的细菌酶频率减少。
此前观察到的肾脏移植后肠道微生物群的动态再生在移植排斥的情况下可能会受到显著干扰：排斥前，微生物群的组成发生了深刻变化，表现为多样性降低和SCFA生产细菌群体数量减少。“我们的结果表明，微生物群在肾脏移植后免疫系统反应中起着重要作用。这一观察可以帮助早期识别移植排斥的风险，或者可能对其进行治疗干预，”Holle和Reitmeir总结道。
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