專題Nature專題:腸道菌群可以預測RA的藥物反應

越來越多的證據表明,各種藥物要么被人類腸道微生物代謝,要么依賴于腸道微生物來發揮療效。

 

一項新研究的發現首次證明口服甲氨蝶呤可以被人類腸道菌群代謝,并提示腸道菌群在預測藥物反應方面有價值,眾所周知,類風濕關節炎(RA)患者的腸道菌群會有所不同。

 

在風濕領域權威雜志《Nature Reviews Rheumatology》(影響因子IF:16.625)上重點介紹了這項研究結果。

 

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該研究的共同通訊作者Carles Ubeda說:“我們的分析顯示,在新發病、初治RA的患者中,腸道菌群(及其基因)的基線豐度與未來對甲氨蝶呤的臨床反應之間存在顯著的相關性。值得注意的是,這些基因包括與嘌呤和甲氨蝶呤代謝相關的同源基因?!?采用16S RNA基因測序和鳥槍法宏基因組測序,測定糞便樣品中甲氨蝶呤應答者(n=16)和無應答者(n=10)之間微生物多樣性的差異。

 

共同通訊作者Jose Scher補充說:“將機器學習應用于宏基因組數據,然后我們開發了一個基于微生物群的模型,可以預測RA患者對甲氨蝶呤缺乏反應?!?在一組新發RA患者(n=21)的獨立隊列中,模型正確地將80%的患者劃分為有反應或無反應。

 

研究結果還表明微生物組特征、甲氨蝶呤代謝和臨床反應之間存在一種機制聯系。在體外研究中,甲氨蝶呤在新發病、初治型RA患者糞便樣本孵育期間被耗盡。Ubeda說:“利用代謝組學平臺,我們發現這些樣本體外培養后的甲氨蝶呤水平與未來臨床反應的程度相關,這表明腸道微生物組可能對甲氨蝶呤代謝和治療結果產生直接影響?!?/span>

 

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摘要原文 

 

目的:雖然口服甲氨蝶呤(MTX)仍然是治療RA的錨定藥物,但高達50%的患者沒有達到足夠的臨床效果。與此同時,在藥物開始前缺乏檢測治療反應的預后工具。在這里,我們研究人類腸道微生物組的個體間差異是否有助于預測MTX對新發RA (NORA)的療效。

 

方法:對未曾接受過藥物治療的NORA患者(n=26)的基線腸道微生物群進行16S rRNA基因和鳥槍法宏基因組測序。結果在另一個獨立隊列中(n=21)得到了驗證。為了深入了解潛在的微生物機制,體外實驗結合代謝組學分析評估了微生物組驅動的MTX消耗與臨床反應之間的關聯。

 

結果:我們的分析揭示了腸道菌群及其基因的豐度與未來臨床反應之間的顯著相關性,包括與嘌呤和甲氨蝶呤代謝相關的同源性。機器學習技術被應用到宏基因組數據中,產生了一個基于微生物群的模型,該模型預測在一個獨立的患者組中對MTX治療的反應。最后,治療前RA患者遠端腸道樣本體外培養后的MTX水平與未來臨床反應的程度顯著相關,提示腸道微生物組可能對MTX代謝和治療結果產生直接影響。

 

結論:總之,這些結果為預測NORA患者對口服MTX治療缺乏反應提供了第一步證據,并支持把腸道微生物組作為可能的預后工具和RA治療的潛在靶點的價值。

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