慢乙肝患者对核苷(酸)类似物治疗的病毒学应答与拟杆菌占优势的肠道菌群有关

编者按
已有报告指出慢性乙型肝炎(CHB)存在菌群失调,且HBV相关肝硬化患者的肠道菌群发生了显著改变。然而,在接受抗病毒治疗的CHB患者中,肠道菌群与疾病进展是否直接相关仍不清楚。
近日,我国香港大学临床医学院司徒伟基教授和袁孟峰教授团队在《EBioMedicine》上发表一项研究,针对接受核苷(酸)类似物(NAs)治疗的CHB患者,探讨了肠道菌群在病毒学应答中的作用,发现CHB患者独特的细菌特征,包括以拟杆菌属为代表的菌群(c-Bacteroides)和以劳特氏菌属为代表的菌群(c-Blautia),与NAs治疗期间的病毒检测不出和纤维化演变相关,文章第一作者为香港大学博士后张赛赛。《国际肝病》特此报告,内容分享如下。
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DOI: 10.1016/j.ebiom.2024.105101
研究背景
肠道菌群失调被认为是影响多种慢性肝病的临床病程的重要因素。研究发现,相较于未感染HBV的健康受试者,CHB患者存在菌群失调,且HBV相关肝硬化患者的肠道菌群发生了显著改变。值得注意的是,拟杆菌门的相对丰度与肝硬化的严重程度呈负相关,而肠杆菌科和韦荣氏球菌属的相对丰度与肝硬化的严重程度呈正相关。在长期抗病毒治疗后HBeAg持续阳性的CHB患者中,通过移植健康供者的粪菌重建肠道菌群,有助于HBeAg清除。然而,在接受抗病毒治疗的CHB患者中,肠道菌群与疾病进展是否直接相关仍不清楚。
胆汁酸基于不同的代谢途径,与宿主的肝脏和肠道菌群相互作用。在肝脏由胆固醇合成的初级胆汁酸进入胃肠道后,经肠道菌群生化修饰为次级胆汁酸,和肠肝循环中的其他肠道菌群代谢产物一样,一部分胆汁酸随后通过门静脉循环被转运回到肝脏。胆汁酸代谢的异常与NAFLD的发病机制有关。40.8%的CHB患者同时合并肝脂肪变,因此,胆汁酸代谢及其相关的细菌特征可能影响CHB的转归。此外,胆汁酸在CHB中可能具有更直接的作用,胆汁酸转运蛋白钠-牛磺胆酸共转运多肽(NTCP)负责HBV进入肝细胞,提示胆汁酸可能参与HBV感染。
研究者通过全长16S rRNA测序,鉴定CHB患者肠道菌群的组成差异,并进一步探讨了肠道菌群-胆汁酸轴在接受抗病毒治疗的CHB患者血浆HBV DNA可检出及肝纤维化中的作用。通过识别与不同疾病谱相关的潜在细菌特征和胆汁酸代谢变化,该研究可望发现新的无创标志物,用于预测CHB的治疗效果和疾病进展。
研究结果
该项研究在2019年12月至2020年9月期间从香港玛丽医院肝病门诊连续纳入110例CHB患者,中位年龄为61.2岁,72.7%为男性,所有患者均为HBeAg阴性,61例(55.5%)患者存在肝脂肪变,52例(47.3%)患者通过应用瞬时弹性成像或纤维化-4指数评估为F3/4期(进展期)肝纤维化。84例患者已经接受NAs治疗,其中50例(45.5%)患者的HBV DNA检测不出(<4.4 IU/mL)。
研究者通过对CHB患者的粪便DNA进行全长16S测序来分析肠道菌群,应用液相色谱-串联质谱分析(LC-MS/MS),定量检测血浆胆汁酸。采用线性判别分析(LDA)效应量(LEfSe)确定分类生物标志物,绘制结果,对各组的菌群丰度进行区分和比较。
基于围绕中心点划分(PAM)的聚类算法,将CHB患者队列的所有粪便样本(n = 110)分为三个不同的菌群,以特定优势菌属为特征,将三个菌群分别标记为c-拟杆菌属(C1: c-Bacteroides)、c-布劳特氏菌属(C2: c-Blautia)和c-普雷沃氏菌属(C3: c-Prevotella)(图1)。
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图1. 基于三组不同的细菌特征标记CHB患者(部分引自发表文章)
肠道菌群为c-拟杆菌属患者的血浆熊去氧胆酸(UDCAs)水平[包括游离UDCA及其衍生物甘氨熊去氧胆酸(GUDCA)和牛磺熊去氧胆酸(TUDCA)]显著高于c-布劳特氏菌属患者,肠道菌群为c-拟杆菌属患者的UDCAs相对丰度显著高于c-布劳特氏菌属和c-普雷沃氏菌属患者。主要富集于c-拟杆菌属的菌属,即黄杆菌属(Flavonifractor)、乳梭菌属(Lachnoclostridium)、拟杆菌属(Bacteroides)、活泼瘤胃球菌(Ruminococcus gnavus)和梭杆菌属(Fusobacterium),与UDCA呈正相关。
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表1. Logistic回归分析探讨不同菌群与NAs治疗期间的病毒检测不出的关系(引自发表文章)
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图2. 典范对应分析(CCA)(部分引自发表文章)
在NAs治疗患者中,Logistic回归分析结果表明,与其他菌群相比,c-拟杆菌属与HBV DNA检测不出率较高显著相关。另一方面,c-布劳特氏菌属与糖化血红蛋白呈负相关,而与纤维化呈正相关 (表1)。典范对应分析进一步验证了这一相关性(图2)。c-普雷沃氏菌属与白蛋白呈负相关。在初治患者中,未发现类似的显著差异和关联。
此外,微生物标志物分析显示,在HBV DNA检测不出的患者中,大肠杆菌(Escherichia coli)在进展期肝纤维化(F3/4)患者中显著富集,而沙氏另枝菌(Alistipes shahii)在无进展期肝纤维化(
研究结论
本研究基于肠道菌群的组成,在CHB患者中确认了3个菌群,分别以拟杆菌属、布劳特氏菌和普雷沃氏菌属为主,不同肠道菌群的CHB患者具有不同的临床特征。在接受NAs抗病毒治疗的患者中,c-拟杆菌属与HBV DNA检测不出存在关联。在c-拟杆菌属中发现不同的胆汁酸特征(UDCAs水平升高),可能是由于不同次级胆汁酸生物转化途径对应的细菌种类的丰度差异。在HBV DNA检测不出的患者中,进展期肝纤维化也与菌群改变(例如大肠杆菌丰度增加及其与L-色氨酸生物合成的关联)和胆汁酸代谢相关。
该研究首次证明c-拟杆菌属与NAs治疗的病毒学应答之间存在关联,为CHB的优化治疗提供了有趣的思路。
参考文献:Zhang S, Chau HT, Tun HM, et al. Virological response to nucleos(t)ide analogues treatment in chronic hepatitis B patients is associated with Bacteroides-dominant gut microbiome. EBioMedicine. 2024; 103: 105101. doi: 10.1016/j.ebiom.2024.105101.
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司徒伟基
教授,医学博士,主任医师,现为中国香港大学内科学系肠胃肝脏科临床教授
肝病研究国家重点实验室(中国香港大学)主要研究员,中国香港大学深圳医院消化内科主管。根据《科睿唯安》 , 司徒教授自2020起每年名列全球学者前1%, 他发表的多于280份论文,是在多份高影响力的国际性SCI消化及肝脏期刊刊登,包括以第一或通讯作者身份的《Lancet》,《Journal of Clinical Oncology》,《Lancet Global Health》,《Journal of Hepatology》,《Gut》 ,《 Hepatology》等。司徒教授于2016-2017年被授予中国香港大学杰出年青研究员奖, 2017年被授予广东省杰出青年医学人才, 2018年获得亚太消化病周协会颁发Asia-Pacific Disease Week Emerging Leader, 2021年获授予美国胃肠协会院士。