西奈山医院/西奈山医学院
美国纽约州纽约市 [2025年10月22日]——西奈山医学院的研究人员及其合作者开发了一种新技术，用于追踪粪便微生物群移植(FMT)后的有益细菌。该方法提供了捐赠微生物如何在患者肠道中定植并持续存在的详细视图——不仅揭示了哪些细菌成功定植，还展示了它们随时间的变化情况。这些见解可能指导设计更安全、更有效的基于微生物组的疗法。
该研究发表在10月22日在线版的《自然·微生物学》期刊上。
粪便微生物群移植(FMT)——将健康捐赠者的粪便转移到患者肠道中——已被证明对治疗艰难梭菌感染非常有效，并正在探索用于其他疾病，如炎症性肠病(IBD)和癌症。然而，哪些细菌菌株负责长期恢复以及它们如何在新宿主环境中适应，仍然不清楚。
这种新方法利用长读长DNA测序技术，该技术能比传统方法读取微生物遗传密码的更长片段，并结合西奈山开发的计算方法LongTrack。两者相结合，使科学家能够区分甚至密切相关的细菌菌株，并识别每个菌株独特的遗传"指纹"。这使研究人员能够追踪捐赠细菌从移植时起，到在患者肠道中适应长达五年的过程。
西奈山医学院遗传学和基因组科学教授、资深兼通讯作者方刚博士表示："我们可以以前所未有的可靠性和可扩展性逐菌株追踪捐赠细菌，而这是基于短读长测序的方法无法实现的。这使我们能够了解数百种捐赠细菌在粪便移植后发生了什么，它们如何适应新患者的胃肠道环境，并为更安全、更一致、最终更精确的治疗指明方向。"
使用这种方法，研究团队与西奈山医学院免疫学和免疫治疗学教授、研究合著者Jeremiah Faith博士合作。该团队分析了用于治疗艰难梭菌感染和IBD的FMT捐赠者和接受者的粪便样本。收集于治疗前后的样本，包括一些在五年后采集的样本显示，许多捐赠细菌在受体的微生物组中定植并持续存在。方博士表示，一些菌株甚至显示出表明适应新宿主的基因突变，表明不同的肠道环境可以从一个人到另一个人塑造细菌进化。
通过精确定位FMT后成功定植的细菌，该研究为系统识别可开发为新型微生物组干预措施的有益微生物混合物提供了路线图。这些干预措施可以用更安全、更可预测、更容易监管的治疗方法取代或改进全粪便移植。
方博士表示："我们的发现使我们更接近微生物组的精准医学。我们现在可以大规模、可靠地追踪有益细菌，并且重要的是，了解受体中细菌适应所涉及的基因突变——这是设计既有效又一致的治疗的关键一步。"
接下来，研究人员计划将相同方法应用于更大的患者队列，以及肠道微生物组发挥作用的其他疾病，建立在多种人类疾病的先前和未来的FMT研究基础上。他们旨在使用LongTrack识别可构成下一代微生物疗法基础的有益细菌菌株。
论文标题为《粪便微生物群移植后菌株追踪的长读长宏基因组学》。
研究作者按期刊列出的顺序为：Yu Fan、Mi Ni、Varun Aggarwala、Edward A. Mead、Magdalena Ksiezarek、Lei Cao、Michael A. Kamm、Thomas J. Borody、Sudarshan Paramsothy、Nadeem O. Kaakoush、Ari Grinspan、Jeremiah J. Faith和Gang Fang。
这项工作得到了美国国立卫生研究院(NIH)资助号R35 GM139655的支持。
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