背景
危重疾病已被证实会引起肠道微生物群(GM)多样性急剧下降,这种变化与不良预后相关。在潜在机制中,内脏低灌注可能发挥关键作用。心脏骤停(CA)引发的短暂全身性低灌注为研究这一效应提供了重要模型。
研究结果
本研究对重症监护病房早期肠道微生物群变化的队列研究进行了倾向评分匹配的二次分析。在入院时(S1)及至少24小时后(S2)收集粪便样本,采用16S rRNA测序进行微生物群分析。通过香农多样性指数和分类组成比较CA患者与非CA患者的差异,利用倾向评分匹配和广义线性模型(GLM)进行混杂因素校正。最终纳入26例患者(CA组与对照组各13例)。S1时间点,CA组的GM多样性显著降低(香农指数:3.6 [3.0–3.8] vs. 4.3 [3.9–4.8],p=0.019),GLM分析进一步确认了这一差异(β=-0.30,SE 0.12,p=0.022)。S2时间点差异仍存在降低趋势(3.2 [2.7–3.8] vs. 4.0 [3.7–4.3],p=0.064)。虽然未观察到整体菌群结构变化,但特定分类单元的丰度差异具有统计学意义。
结论
相较于其他重症监护患者,心脏骤停患者入院初期的肠道微生物群多样性降低,这支持了内脏低灌注在微生物群调节中的作用。未来研究应探讨临床后果,并评估针对性微生物干预在这一高风险人群中的应用价值。
背景详解
肠道微生物群已被确认为人体健康的重要动态组成部分,在宿主免疫、代谢和稳态中发挥核心作用。危重疾病与肠道微生物群稳态的显著破坏相关,表现为微生物多样性丧失和潜在致病菌优势增加(称为菌群失调)。多项关键发现来自近期研究:
- 多样性动态变化:重症监护病房入院后肠道微生物群多样性和丰富度迅速下降,这种早期减少与增加的死亡率相关。
- 疾病特异性特征:微生物群组成随基础疾病过程呈现不同的特征性变化。
- 多重影响因素:除疾病本身外,药物使用(抗生素、质子泵抑制剂、去甲肾上腺素)、胃肠传输时间变化及营养摄入调整均影响菌群平衡。内脏低灌注可能通过组织缺氧、黏液分泌紊乱和肠细胞损伤促进细胞凋亡和病原体移位,但各因素的相对贡献仍不明确。
本研究选择心脏骤停患者作为理想模型,因其经历至少1小时的全身性内脏缺血。研究者假设,若内脏低灌注是菌群改变的关键驱动因素,经历最显著低灌注的心脏骤停患者将表现出最大的微生物群变化。重要的是,该假设关注CA事件本身引发的缺血性损伤,这种损伤发生在ICU入院和样本采集之前。
方法学
本研究是对现有数据集的二次分析,比较心脏骤停患者与其他ICU患者的肠道微生物群变化。原研究纳入了2019-2021年间日内瓦大学医院ICU的成年患者,排除近期使用抗生素、慢性胃肠道疾病或免疫抑制者。粪便样本采集包括两个时间点:ICU入院后首次自发排便(S1)及至少24小时后的二次样本(S2)。采用16S rRNA测序进行菌群分析,主要指标包括零半径操作分类单元(zOTU)相对丰度、丰富度和香农多样性指数。通过Bray–Curtis相似性矩阵进行PERMANOVA检验和主坐标分析(PCoA),并应用广义线性模型进行统计学分析。
讨论
本研究首次描述了心脏骤停患者的肠道微生物群特征。结果显示,CA患者的GM多样性显著降低,且该差异持续存在,但后续时间点因样本量限制未达统计学显著性。既往研究已发现三甲胺氧化物(TMAO)作为肠道菌群代谢产物,可作为CA患者死亡风险的生物标志物。本研究通过揭示CA患者菌群多样性的特异性降低,为内脏低灌注影响菌群的机制提供了新证据。
值得注意的是,尽管菌群多样性发生改变,但整体微生物结构在CA组和非CA组间未观察到显著差异。这提示干预策略可能更应关注微生物多样性的恢复而非特定菌种的调节。研究局限性包括小样本量、单中心设计,以及未能获取CA事件的具体持续时间等临床亚型信息。
数据可用性
相关数据可通过日内瓦大学医院伦理研究委员会(BASEC-2021-00315)申请获取。
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