肾脏是德国最常见的移植器官。根据德国器官移植基金会的数据，2023年通过死后器官捐赠共移植了1,514个肾脏，占总移植器官数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。相应地，需求量也非常高：2023年，有6,513名患者在等待肾脏移植。已经接受移植的患者面临的严重风险之一是移植排斥。这是身体对异体组织的一种防御反应，在紧急情况下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则不会，这主要取决于免疫机制。原因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组组成和功能的变化。他们发现了一种在移植排斥前出现的肠道微生物组改变的特征。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可能的起点。
我们的肠道中寄居着无数的微生物，它们在我们的免疫系统如何工作方面起着重要作用。这被称为微生物组。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——特别是与保护我们免受疾病的细胞。因此，它们有助于控制和增强我们的免疫系统，这对健康人和病人都很重要。在慢性肾病患者中，肠道微生物组的组成发生了严重改变，导致抗炎短链脂肪酸（SCFA）浓度降低，而微生物组产生的促炎代谢物浓度增加。
在这项研究中，由柏林实验和临床研究中心（Charité和Max Delbrück中心联合机构）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组组成和功能的变化。他们发现在移植排斥反应之前，肠道微生物组已经出现了变化。本研究中所有分析的患者都是DZIF前瞻性队列研究的一部分，该研究在海德堡、汉诺威、图宾根和慕尼黑的五家德国移植中心进行。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。
对总共562份粪便样本的分析，按健康的肾脏捐献者、移植前的患者、移植后0-3个月、3-12个月、12-24个月和超过24个月的患者分组，显示了移植后肠道微生物组随时间动态恢复，逐渐回到自然和健康状态。
“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，肠道微生物组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，经历过移植排斥的患者在临床上明显的活检证实的排斥反应之前，肠道微生物组的组成就已经发生了改变。
值得注意的是，在表现出排斥反应的患者中，通常在晚期肾衰竭患者中出现的细菌如Fusobacterium和疾病相关菌属如Streptococcus再次增加。而在另一组未发生排斥反应的患者中并未观察到这种情况。总体分析显示，在肾脏排斥之前，粪便中的短链脂肪酸产生潜力降低。这表明在排斥之前，产生短链脂肪酸的细菌酶的频率减少。
先前观察到的肾脏移植后肠道微生物组的动态再生可能在移植排斥的情况下受到显著干扰：在排斥之前，微生物组的组成发生了深刻变化，表现为多样性降低和SCFA产生细菌群的数量减少。“我们的结果表明，微生物组在肾脏移植后免疫系统的反应中起着重要作用。这一观察结果可以帮助在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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