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摘要
客观的粪便菌群移植(FMT)是治疗复发性腹泻的有效方法艰难梭状芽胞杆菌感染(CDI)。研究表明FMT后细菌定植，但关于CDI病毒改变的数据很少。我们调查了CDI中的肠道病毒体改变以及病毒转移与CDI患者临床结局之间的关系。
设计对24例CDI患者和20例健康对照者的粪便样本进行了病毒样颗粒制剂的超深层宏基因组测序和细菌16S rRNA测序。我们纵向评估了9例接受FMT治疗的CDI患者和5例接受万古霉素治疗的CDI患者的病毒体和细菌微生物组的变化。评估肠道病毒体改变与治疗反应的相关性。
结果患有CDI的受试者显示出明显更高的噬菌体丰度Caudovirales和较低的Caudovirales与健康家庭对照相比，多样性、丰富性和均匀性。细菌科间存在显著相关性变形菌门，放线菌而且Caudovirales在CDI类群。FMT处理导致Caudovirales在CDI。当供体来源时观察FMT后的治愈CaudoviralesContigs在受体肠道病毒体中占比较大(p=0.024)。在治疗应答者中，FMT与病毒群和细菌微生物组的改变有关，而万古霉素治疗只导致细菌群落的改变。
结论在一项初步研究中，CDI以肠道病毒体失调为特征。FMT的治疗反应与供体来源的高定植水平相关Caudovirales收件人的分类单元。Caudovirales噬菌体可能在FMT治疗CDI的疗效中起作用。
试验注册号码NCT02570477
- 细菌感染
- 粘膜感染
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本研究的意义
关于这个问题，我们已经知道了什么?
粪便菌群移植(FMT)是治疗复发性腹泻的有效方法艰难梭状芽胞杆菌感染(CDI)。
研究表明FMT后出现细菌定植，但关于CDI中病毒改变的数据以及病毒定植与治疗结果之间的关系在很大程度上尚不清楚。
新的发现是什么?
的高丰度是CDI的特征Caudovirales噬菌体和低Caudovirales与健康家庭对照相比，多样性、丰富性和均匀性。
Donor-derivedCaudovirales在对FMT有反应的CDI受试者中，菌群占肠道病毒体的比例明显高于对FMT无反应的CDI受试者。
FMT与肠道病毒组和细菌微生物组的改变有关，而万古霉素治疗仅与细菌微生物组的改变有关。
受者被注入了供者的粪便，其中含有丰富的Caudovirales与对照组相比，FMT均治愈。仅恢复细菌群落的CDI受试者发现疾病复发。
在可预见的未来，它会对临床实践产生怎样的影响?
在FMT中，病毒体群落的恢复与细菌微生物群落的恢复同样重要。
在FMT实践中应考虑基于病毒体特性的供体选择。
简介
艰难梭状芽胞杆菌感染(CDI)是一种主要的医院感染，影响着美国50万人。1，2抗生素治疗是一线治疗，但高达三分之一的患者没有达到持久的反应。最近，来自健康供体的新鲜或冷冻粪便的粪便微生物群移植(FMT)已被证明对复发性CDI患者非常有效，治愈率为85%-90%。3 - 5FMT的功效主要是基于系统发育多样性和细菌菌群的恢复，使其与“健康”个体相似。6 - 8然而，FMT的机制和长期影响仍然知之甚少。
人类也被大量的病毒，特别是在微生物群落生态学中起关键作用的噬菌体所殖民。9 - 11有限的研究报道了噬菌体可以从供体菌群转移到受体。12 - 15在一项针对三名UC患者的研究中，报道了多种病毒谱系通过FMT的转移。13在一个病例报告的CDI，病毒体改变随时间的FMT主要包括Caudovirales。12，16最近，一项对5名CDI患者的初步调查显示，从供体粪便中转移无菌粪滤液可有效消除症状。15总之，这些数据表明，除细菌成分外，噬菌体或细菌素可能有助于FMT中正常的肠道微环境。此外，CDI患者是否存在肠道病毒体的改变及其改变的程度也未见研究。在本研究中，我们假设噬菌体可能与宿主微生物相互作用，并影响FMT后的临床结局。我们在此进行了超深层病毒样粒子(VLPs)宏基因组测序和16S rDNA测序，以确定患有CDI的受试者与健康对照组肠道病毒体和噬菌体-细菌相互作用。我们还连续评估了FMT后病毒体的变化，并检查了噬菌体转移是否与FMT的临床结果相关。据我们所知，这项试点研究是迄今为止第一个和最大的描述CDI肠道病毒体改变的研究，并阐明了FMT后病毒群落的变化及其与治疗结果的相关性。
方法
研究对象和治疗结果
目前的研究是一项随机对照试验(RCT)的亚研究，分别是FMT和万古霉素对CDI患者的治疗。入选本随机对照试验的连续CDI受试者被邀请参加粪便菌群评估的亚研究。如果患者连续至少两天每天有三次或更多的稀便或水样便，或在48小时内有八次或更多的软便或稀便，且大便测试呈阳性梭状芽孢杆菌基于我院两步检测算法，GDH(谷氨酸脱氢酶)筛查试验阳性后，PCR检测阳性梭状芽孢杆菌．共招募了24名CDI患者和20名健康家庭对照者，并获取基线时的粪便样本进行病毒体和细菌微生物组分析。其中14例CDI受试者同意在治疗后连续采集粪便样本进行微生物组分析。9名CDI受试者接受FMT治疗，5名接受万古霉素治疗，并在基线和治疗后第2、4、10和16周进行随访(见在线)补充图1)．1例患者FMT6复发性CDI。该患者在FMT前有5次CDI发作。FMT组接受万古霉素治疗5天，随后经鼻空肠输注供者粪便，标准治疗(STD)组接受万古霉素500 mg口服，每天4次，持续10天。使用计算机生成的随机计划来分配患者的治疗序列。所有患者都记录大便日记，并被问及大便频率、大便一致性和药物使用情况。
治疗反应定义为无腹泻或持续腹泻，可由其他原因解释，粪便检测为阴性梭状芽孢杆菌毒素，而复发定义为腹泻，粪便测试阳性梭状芽孢杆菌毒素。治疗治愈定义为症状消除和阴性艰难梭状芽胞杆菌至最后一次随访时(最后一次随访称为最后一次大便收集时间点，见补充图1)．9例FMT患者中的6例(FMT1-FMT6)和5例使用万古霉素的患者中的3例(STD3-STD5)治愈了CDI(称为应答者)。表1)，平均随访16周。CDI受体FMT8和FMT9共享同一个供体，这个供体被称为“D8”。受试者的临床资料和收集的粪便样本在网上显示补充表S1．所有患者在FMT后均未使用抗生素或质子泵抑制剂。详细的研究设计和献血者招募方法都在网上补充附件．
VLPs富集和测序
根据先前描述的方法，使用一种方案从人类粪便粉末中富集VLPs。11，17详细的步骤在网上有补充附件．
VLP DNA定量(NanoDrop)， 1 μg DNA通过超声(Covaris)随机破碎，然后构建文库。在cBot上对符合条件的库进行扩增，在流式细胞(TruSeq PE cluster Kit V3-cBot-HS, Illumina)上生成簇。扩增文库在HiSeq 2000系统(TruSeq SBS KIT-HS V3, Illumina)(华大基因，深圳，中国;标准2×150 bp运行)，每个样本生成2000 - 6000万个原始序列(5-8G原始数据)(序列统计在补充表S2)。在线系统包括序列处理和质量控制、从头组合和分类标注补充附件．
Virome数据分析
为了估计contig丰度和计算序列多样性，使用Bowtie2 (V. 2.2.9)将所有读对齐到结果contig。18映射的序列计数、contig长度和总序列计数用于归一化序列计数，并表示每个样本对contigs的RPKM(每千基每百万的读取数)。这些值被用来生成一个操作分类单位(OTU)相对丰度表，并使用上述分类法进行注释。病毒体丰度数据导入r3.2.3。利用估计的系统序列包的丰富度函数进行丰富度、多样性和稀疏度计算。在GraphPad Prism (V. 6.0)中生成多样性和丰富度图。斯皮尔曼相关性及其显著性计算使用天哪而且cor.test函数分别在R中。为Caudovirales-细菌类群比较，斯皮尔曼相关性计算了50个最丰富的相对丰度Caudovirales以及通过LEfSe分析确定与疾病显著相关的细菌家族。使用corrplot R包生成相关图。使用pheatmap R包生成热图。在线分析包括LEfSe线性判别分析和多元分析补充附件．
物种和存在
为了确定样本中存在一个物种或一个物种，将一个物种或一个物种的RPKM设为>2(一个严格的标准)，以便排除假阳性发现)，以确保样本中存在一个物种或一个物种。在FMT后的样本中，如果受体基线样本中不存在一个contig或物种，但在相应的供体基线样本和FMT后的受体样本中存在，则该contig或物种被定义为“供体衍生”;如果一个contig或一个物种没有出现在相应的供体基线样本中，但在受体基线样本和fmt后受体样本中都检测到，则该contig或物种被定义为“受体专属”;如果在受体基线样本、受体fmt后样本和相应的供体基线样本中存在一个contig或物种，则该contig或物种被定义为“供体-受体共存”。测定…的丰度变化CaudoviralesFMT后的物种相对丰度(RA)倍变化定义为fc=log2(fmt后末次随访RA/ fmt前基线RA)。
结果
与对照组相比，CDI病毒体改变
我们首先比较了CDI受试者和健康家庭对照组的粪便病毒体组成。从富集的粪便VLP制剂中平均获得21 202 400±5 385 756个清洁对端读数。在检测到的常见病毒目中，CDI和健康家庭对照中最丰富的是Caudovirales,温带双链DNA (dsDNA)噬菌体联合体的一个分类单元。与健康个体相比，CDI受试者有明显更高的丰度Caudovirales（图1A)，但多样性的减少Caudovirales在物种层面(图1B)和在contig级别(参见在线补充图2A)的丰富度和均匀度也显著下降Caudovirales与健康对照组相比(图1C, D).与此相一致的是新获得率Caudovirales在CDI样品中，对照样品中的类群迅速超过新类群的获取，进一步显示出较低的类群捕获率CaudoviralesCDI的丰富程度要高于对照补充图2B).在家庭水平上，CDI的丰度降低Microviridae与对照组相比(图1E)，以及减少Microviridae多样性(见在线补充图2C).相比之下，丰富的Anelloviridae与对照组相比，CDI增加(图1E).使用线性回归检验，我们发现多样性和丰富度之间没有显著的相关性Caudovirales以及年龄、性别、家庭关系或样本采集时间(见网上)补充表S1)．经过多次比较调整后，MaAsLin分析显示病毒丰度与年龄、性别或样本采集时间无显著相关性。然而，病毒丰度与家庭关系之间存在相关性(虚假发现率(FDR)多重比较调整q<0.05)，这表明家庭对肠道病毒体结构有影响。在健康对照组中，两者呈显著的负相关Caudovirales而且Microviridae，Caudovirales而且Anelloviridae，在CDI (图1F).总的来说，这些发现表明CDI患者肠道病毒体的失调。
Virome改变艰难梭状芽胞杆菌感染(CDI)。(A) CDI受试者与健康对照组肠道病毒相对丰度在顺序水平上的比较。条形表示中位数和IQR。采用Mann-Whitney检验确定差异有统计学意义。* p < 0.05。的比较Caudovirales物种水平上CDI被试与健康对照之间的多样性(B)、丰富度(C)和均匀性(D)。采用Mann-Whitney检验确定差异有统计学意义。* p < 0.05。(E)科级别病毒的相对丰度。所有样本与所有样本比较，采用带FDR校正的LEfSe分析确定差异有统计学意义。* q < 0.05。(F)的Spearman相关图Caudovirales，Microvirida而且Anelloviridae在CDI受试者和对照组中。所有两两比较均确定统计学显著性;显示p< 0.05的值。正值(蓝圈)表示正相关，负值(红圈)表示反向相关。圆的大小和阴影表示相关性的大小，因此较暗的阴影比较浅的阴影更相关。
接下来，我们通过纳入另外一组诺瓦克病毒相关传染性腹泻的受试者，来评估病毒菌群失调是否与CDI腹泻特异性相关。我们发现，植物的丰富度和多样性都显著下降Caudovirales诺瓦克病毒感染的受试者与健康对照组的比较(见网上)补充图3A)，这表明病毒体丰富度和多样性的改变可能反映了急性感染性腹泻疾病受试者的一种通用的病原体驱动事件。然而，诺如病毒受试者的Caudovirales和Anelloviridae与健康对照组比较(p均<0.05)，而相对丰度无显著差异Microviridae诺瓦克病毒受试者和对照组之间的关系(见网上)补充图3B)。这些数据表明CDI中的肠道病毒体失调可能是疾病特异性的。
FMT后CDI患者肠道病毒体的改变
接下来我们研究了FMT后肠道病毒体是否发生变化。9名接受FMT的CDI受试者在不同时间点进行了纵向随访(见在线)补充图1)．CDI受试者在Caudovirales的丰富和增加MicroviridaeFMT后丰度(配对Wilcoxon符号排列检验，p<0.05) (图2A). 9个FMT受试者之间的病毒体组成有很大的差异(图2B).在供者基线粪便样本、受体基线粪便样本和受体随访粪便样本之间观察到相似的病毒体配置。除了FMT9外，供体和受体具有相同的家族起源，这一观察结果也得到了MaAsLin的证实，进一步说明了病毒体结构的显著家庭效应。
粪便微生物群移植(FMT)后肠道病毒体的改变。(A)相对丰富的Caudovirales，Microviridae,Anelloviridae在末次随访时收集的fmt前和fmt后样本中。配对Wilcoxon符号排列检验确定差异有统计学意义，*p<0.05。(B)在大便中病毒种类相对丰度的变化艰难梭状芽胞杆菌感染受试者在FMT后的不同时间点，直到最后一次随访。“F”表示fmt处理的受试者。' D '表示FMT供体。“W”表示治疗后几周。
在接受FMT治疗的9名CDI受试者中，6名受试者无症状，粪便呈阴性梭状芽孢杆菌在最后一次随访中(有反应者，FMT1-FMT6)，而3人出现CDI复发(无反应者，FMT7-FMT9) (表1)．通过LEfSe分析，我们确定了FMT应答者和非应答者之间差异富集的15个物种(见在线)补充图4)．其中,鳗鱼河流域七状病毒这是最近发现的肠杆菌微病毒的姐妹分支，可捕食变形菌门,19是反应者fmt后粪便中最丰富和最显著的物种。
捐赠Caudovirales丰富度与治疗反应
考虑到Caudovirales是CDI患者中最丰富且变化最显著的病毒分类群，我们关注的是Caudovirales并对供体的作用进行了研究Caudovirales治疗反应的丰富程度。在受试者FMT1, FMT3, FMT5和FMT6中，其中Caudovirales捐赠者的富裕程度高于接受者(图3A)，所有受者均治愈。这些接受者也显示出多样性的增加Caudovirales虽然在FMT后的丰富度变化并不一致(图3A, B)。在这四个对FMT有反应的CDI受试者中Caudovirales供者基线样本中发现的Contigs数量超过受体基线粪便样本中的Contigs数量(图3C)，进一步证实了捐赠者Caudovirales富裕程度高于接受者。相比之下，当Caudovirales供体丰度低于受体(FMT2, FMT4, FMT7, FMT8和FMT9)，治疗结果在受体间不一致。FMT2和FMT4对治疗有应答，但FMT7、FMT8和FMT9无应答。的CaudoviralesFMT后多样性和丰富度的改变在这些被试之间不一致。受试者FMT8和FMT9的治疗同时失败，他们共享同一个供体，为供体效应提供了有价值的证据，关于病毒体对FMT疗效的影响。总的来说，我们发现当Caudovirales供体丰度高于受体丰度，所有CDI受试者对FMT均有应答。
改变的Caudovirales粪便微生物群移植(FMT)后的多样性和丰富度。的变化Caudovirales(A)和多样性Caudovirales供体粪便样本的丰富度(B)艰难梭状芽胞杆菌感染(CDI)受试者在FMT后的不同时间点直到最后一次随访。(C)有-无热图CaudoviralesCDI受试者及其相应供体粪便样本中的contigs。只显示了每千基每百万>1读取的contigs。' D '表示FMT供体;' R '表示FMT接收方。' Donor > receiver '表示Caudovirales供者粪便样本的丰富度高于受者。' Responder '表示对FMT有反应的CDI受试者;“无反应者”指的是FMT后疾病复发的CDI受试者。
转让Caudovirales噬菌体从供体到受体和治疗反应
我们接下来评估了捐赠者衍生的存在Caudovirales与治疗反应有关。更大比例的Caudovirales在FMT有反应者的最后一次随访大便中检测到的contigs从供体转移到受体，而在FMT无反应者中(图4A、B), Donor-derivedCaudovirales在FMT有反应者中占病毒体的比例(>20%)明显高于无反应者(<20%)(图4B,C, Mann-Whitney检验，p<0.05)。在物种水平上也观察到类似和一致的模式(见网上)补充图5B).因此，供体来源的数量和最终比例Caudovirales似乎与FMT的治疗结果相关。
转让Caudovirales噬菌体和粪便微生物群移植(FMT)的治疗结果。(A)有-无热图Caudovirales9名FMT患者在最后一次随访中收集了FMT前和FMT后的contigs。只有reads per kbase per million > 3的contigs才能保证供体来源的contigs的定植。红线表示从捐献者身上转移的器官。(B)捐助者转让百分比Caudovirales末次随访时FMT受体的contigs。圆的大小表示计数Caudovirales从捐赠者那里转移来的。圆圈的颜色表示丰富Caudovirales与治疗反应有关。(C)供体衍生的频率比较Caudovirales在FMT反应者和非反应者中。采用Mann-Whitney检验确定差异有统计学意义。* p < 0.05。(D)末次随访FMT受者中存在细菌操作分类单位(OTUs)。条形的颜色表明了细菌OTUs的起源。紫色表示定植于受体的供者源性OTUs，橙色表示只存在于受体而不存在于供者的OTUs，而绿色表示同时存在于供者和受体的OTUs。(E) FMT应答者和非应答者中供者源性细菌OTUs的频率比较。采用Mann-Whitney检验确定差异有统计学意义。
我们还研究了FMT后的细菌转移，并将其与治疗结果相关联。我们发现FMT后CDI受试者粪便中细菌家族的频率增加，包括Lachnospiraceae而且Ruminococcaceae(见在线补充图6A、B)。然而，FMT应答者和FMT非应答者之间供者转移细菌OTUs的频率无显著差异(图4D, E)。在两名早期CDI复发的受试者(FMT7和FMT8)中，FMT后观察到供体转移细菌丰度较低，细菌多样性和丰富度缺乏增加(见在线)补充图6B, C)。这两名受试者的血压也很低Caudovirales殖民。因此，FMT后FMT7和FMT8的早期疾病复发可能与缺乏细菌和病毒的定植有关。受试者FMT9在第28周出现疾病复发。这个实验对象有低水平的Caudovirales在FMT后随访的粪便样本中，尽管在FMT后细菌的多样性和丰富度增加了，而且有大量的细菌定植(见网上)补充图6B, C)。总体而言，FMT应答者的冠状动脉定植率较低Caudovirales比无噬菌体。这些数据表明噬菌体在长期FMT疗效中的作用。
我们进一步评估了每个细胞中捐赠者衍生的contigs的存在Caudovirales随着FMT后这些物种丰度的变化。FMT反应者在Caudovirales与无反应者相比的物种补充图7A)不是所有的相对丰富的Caudovirales物种数量随着相应的定植而显著增加Caudovirales来自捐赠者的Contigs(见网上)补充图7A)，表示新形成CaudoviralesFMT后的生态系统建立在一个更为复杂的相互作用网络之上。此外，并非所有的转让Caudovirales来自供体的Contigs依赖于物种丰度的高供体与受体比例(见网上)补充图7B)。
万古霉素治疗后CDI患者的病毒体改变
我们评估了万古霉素治疗(STD)对5例CDI患者的病毒体和细菌微生物组的影响。图1一个,表1)．在对万古霉素(STD3, STD4, STD5)有反应的受试者中，无明显变化Caudovirales多样性或丰富性(见网上)补充图8A)，表明抗生素可能对Caudovirales c社区所。在对万古霉素(STD1和STD2)无反应的受试者中，血清中万古霉素含量有明显的波动Caudovirale多样性和丰富度以及万古霉素治疗过程中的细菌多样性和丰富度。万古霉素反应者的细菌多样性和丰富度显著相关。在FMT反应者中，发现了一种相关性Caudovirales多样性和丰富度以及细菌多样性和丰富度之间的相关性(补充图8B).此外，观察到两者之间存在微显著的负相关Caudovirales丰富度与细菌多样性之间Caudovirales在FMT后，而在万古霉素治疗后没有。这些数据表明，FMT对肠道微生物组的细菌和病毒成分都有协同作用，而万古霉素可能主要影响细菌微生物组。我们进行了分类分析，以进一步阐述万古霉素对病毒体群落的影响。在对万古霉素有反应的CDI受试者中，病毒体结构随着时间的推移没有显著改变，而在对万古霉素无反应的受试者中，病毒体明显振荡(补充图8此外,C)。Caudovirales万古霉素治疗后细胞丰度增加，FMT治疗后细胞丰度降低。补充图8D).为了确定FMT和万古霉素应答者之间差异富集的病毒种类，我们对所有治疗应答者的随访样本进行了LEfSe分析。在万古霉素样品中观察到大量的过度存在的病毒种，其中近一半属于Caudovirales（补充图9)．
FMT前后CDI患者病毒体和细菌微生物组的相互作用
为了描述病毒体的结构和细菌微生物组的结构之间的关系，我们评估了多样性和丰富度的相关性Caudovirales与家庭对照组和CDI患者的细菌群落进行了比较。在对照组中，两者之间有显著的相关性Caudovirales多样性和细菌多样性(Spearman’s ρ=0.511, p<0.05)，介于两者之间Caudovirales细菌丰富度(Spearman's ρ=0.625, p<0.05) (图5A).然而，这些相关性在CDI中被扭曲了。在FMT之后，我们展示了微生物群落的细菌丰富度和多样性从低到高，从低到高的转变Caudovirales多样性(图5B).与FMT应答者相比，FMT未应答者的微生物组变化较小。受试者FMT9在随访期间细菌结构的短暂恢复表明细菌重置，但在第28周疾病复发可能与FMT后病毒体结构未改变有关。我们进一步评估的相关性Caudovirales在CDI受试者和对照组中具有细菌科的物种。更多的正相关，特别是细菌家族变形菌门而且放线菌与Caudovirales物种，在CDI中比在对照组中发现的多(见在线)补充图10)．这与在CDI患者中这些细菌类群的相对丰度增加相对应，并与过度表现相对应Caudovirales分类群与对照比较。在Caudovirales正相关的类群变形菌门，主要噬菌体种类伯克噬菌体，Planktothrix噬菌体，假单胞菌噬菌体，莫拉克斯氏菌属噬菌体而且Halomonas噬菌体．
细菌,Caudovirales(A)细菌丰富度与Caudovirales多样性和细菌多样性Caudovirales多样性艰难梭状芽胞杆菌感染(CDI)和对照组。线性回归±95% CI, Spearman相关系数和p值。(B)细菌丰富度与Caudovirales多样性和细菌多样性Caudovirales粪便菌群移植前后的多样性。(C)——细菌CaudoviralesFMT处理过程中的相关模式。相对丰度的斯皮尔曼相关图Caudovirales在供体、fmt前和fmt后样本中，发现了与CDI和对照显著相关的物种和细菌家族。所有两两比较均确定统计学显著性;显著相关性(p<0.05)以星号表示。蓝色圆圈和正值表示正相关，红色圆圈和负值表示负相关。大小和阴影表示相关性的大小，其中较暗的阴影比较浅的阴影更相关。
我们最后研究了细菌的变化CaudoviralesFMT反应者的关系。前fmt样品表现出互惠关系，特别是变形菌门- - - - - -Caudovirales而且放线菌- - - - - -Caudovirales（图5C).然而，在FMT后观察到富含cdi的细菌与Caudovirales分类单元。有趣的是，在FMT后出现了一些反向相关，进一步暗示了“有利的”病毒体-细菌微生物组关系的重要性。这些结果表明，FMT治疗前后存在明显的病毒体-细菌微生物组关系。
讨论
到目前为止，这项研究代表了最深入的人体肠道病毒体FMT研究。在这项初步观察性研究中，我们发现CDI患者表现出肠道病毒体失调的状态，其特征是增加Caudovirales丰富和减少Caudovirales多样性、丰富性和均匀性。FMT有效的机制被归因于改善了微生物多样性，重新建立了“正常”细菌菌群作为宿主防御梭状芽孢杆菌。2，3.最近，Ott和他的同事证明无菌粪便滤液转移对5例CDI患者有效，这突出了粪便中除细菌外的其他成分，包括噬菌体的治疗潜力。15在本初步研究中，观察到疾病的治愈与Caudovirales噬菌体定植和供体Caudovirales丰富性为来自供体的病毒体可能影响治疗结果的潜在重要性提供了新的见解。我们的数据进一步强调了FMT的一个新概念，即噬菌体可能是FMT的关键成分。噬菌体有可能改变宿主菌群的组成和功能，并影响治疗结果。特别是，本研究中显示的特定噬菌体和细菌之间的相关性似乎与CDI中FMT的结果相关。
在肠道病毒体中，Caudovirales是最丰富的分类单元。17，20.研究表明肠道Caudovirales与肠道炎症有关，但其潜在机制仍不清楚。17，21患有IBD的患者有明显更高的Caudovirales比健康家庭控制的富裕，17这与下降的Caudovirales在CDI受试者中观察到丰富度。在CDI中所见的病毒体失调似乎是疾病特异性的，在诺如病毒相关腹泻受试者的粪便中未观察到。与CDI中FMT的高治愈率不同，UC (IBD的一种亚型)患者中只有高达四分之一的患者通过FMT获得了持续的缓解。22 - 24一个貌似合理的假设是Caudovirales供体的丰度比患病受体的丰度对FMT疗效很重要。根据这一假设，我们发现当供体Caudovirales所有受者对FMT均有反应，而一半以上的受者对FMT均有反应Caudovirales丰富度高于供体(3 / 5)在FMT治疗后的疾病复发。这一发现表明FMT疗效的供体效应，并强调未来的FMT治疗应该考虑供体和受体粪便病毒体的详细特征，尽管这些发现需要在更大的队列中确认。由于本研究样本量不大，我们无法证明供体之间的因果关系Caudovirales噬菌体的丰富度、转移和FMT治疗结果，尚不清楚噬菌体改变是一种主要现象还是继发性现象。了解Caudovirales噬菌体转移和供体病毒体丰富度对CDI中FMT反应的影响有助于我们了解它们对其他人类疾病的治疗作用。
激活的噬菌体可以通过减少细菌多样性和传播毒力因子和抗生素耐药性来驱动疾病。25的扩张Caudovirales根据Lotka-Volterra的“捕食者-猎物”模型，CDI的丰度可能来自共生微生物诱导的前噬菌体，在该模型中，细菌噬菌体捕食细菌，导致细菌进入溶解循环后噬菌体释放。26，27支持的扩展Caudovirales与对照相比，CDI的多样性和均匀性降低。cdi富集菌与CaudoviralesCDI中的物种和FMT后的相关性重置表明一种“杀死赢家”的动态，其中上调Caudovirales噬菌体观察到某些富集在CDI中的细菌类群的过度呈现。28我们的数据表明，在FMT后，恢复细菌微生物组和病毒组之间的平衡关系是重要的。值得注意的是，FMT后病毒体变化与细菌变化一致可能影响FMT治疗CDI的疗效。
许多CDI患者在接受FMT前通常要接受多轮抗生素治疗。这可能会导致噬菌体激活，并起到混淆剂的作用。然而，这种情况不太可能发生，因为我们将服用万古霉素的受试者作为对照组，并报告了对万古霉素有反应的受试者在治疗过程中病毒体几乎没有变化。
这项观察性研究样本量适中。然而，据我们所知，这是迄今为止最大的一项全面跟踪FMT后CDI受试者的研究，并评估了与临床结果相关的深度病毒体改变。重要的是，我们的研究为FMT治疗过程中肠道内病毒和细菌相互作用的动力学提供了详细的见解。FMT后持续的肠道病毒紊乱，由于有限的数量Caudovirales来自供体的移植，可能是患者疾病复发的一个潜在因素。这些发现有助于我们了解“最佳”供体选择，并强调未来的FMT治疗可能考虑供体和受体粪便病毒体的详细特征。
总之，这项初步研究表明，FMT中的治疗反应与供体来源的高定植水平相关Caudovirales受体中的分类单元，特别是当Caudovirales捐赠者的富裕程度高于接受者。我们的数据表明，通过FMT建立一个更接近健康对照的细菌和病毒体结构可能对根除CDI很重要。
加入代码:序列数据已存入NCBI序列读取档案下的生物项目登录号PRJNA353587和PRJNA3535980。
参考文献
脚注
贡献者TZ进行了实验、宏基因组分析并起草了手稿。SHW在临床中进行FMT，帮助病毒分析和修改手稿。KC收集临床样本和数据。管理临床实践和临床数据库。MC提供了诺瓦克病毒感染患者的病毒序列数据。PKSC, JCYW, KL和RL协助FMT并对手稿进行修改。FKLC、JY和JJYS对手稿提出了批评意见。SN设计了这项研究，监督了这项研究并撰写了手稿。
资金香港胃肠病学会。
相互竞争的利益没有宣布。
病人的同意获得的。
伦理批准香港中文大学新界东集群联合临床研究伦理委员会。
来源和同行评审不是委托;外部同行评议。