溃疡性结肠炎患者的病毒组漂移：粪便微生物群移植导致以微病毒为主的最小噬菌体植入

Virome drift in ulcerative colitis patients: faecal microbiota transplantation results in minimal phage engraftment dominated by microviruses

Gut Microbes

PMID: 40371968 [IF=11.0]

来源：IBD Daily

溃疡性结肠炎 (UC) 是一种以结直肠受累为主的慢性复发性炎性肠病，其发病机制复杂，涉及遗传、环境、免疫和肠道微生物群的相互作用。粪便微生物群移植 (FMT) 被视为一种有前景的的肠道微生态干预策略，既往研究多聚焦于FMT过程中细菌群落的变化与作用，而关于病毒群落的证据仍相对有限。数据提示，病毒成分对FMT疗效的影响可能被低估：一方面，肠道病毒在丰度上可与细菌相当；另一方面，噬菌体等病毒具备感染并重塑细菌组成及功能的能力。然而，接受FMT的UC患者肠道病毒组的整体动态及其生物学意义仍未充分阐明。本研究旨在系统评估FMT后病毒植入的程度，解析影响该过程的关键因素，并探讨是否存在更易成功转移的特定病毒群，从而揭示实现高效肠道病毒组移植的最适条件。

本研究基于多中心随机临床试验RESTORE-UC，纳入44例活动期UC患者 (21例接受异体FMT、23例接受自体FMT)，所有患者在基线及第1、2、3周共接受4次FMT，同一患者的多次移植均来自同一供者批次。健康供者均按照既往共识指南进行严格筛查，以排除传染性疾病和肠道病原体。研究团队对患者及供者关键时间点的粪便样本进行标准化处理和病毒组检测，用以描述UC患者及供者肠道病毒组的组成特征，评估炎症和FMT类型 (异体/自体) 等临床因素与病毒组结构的关系，并进一步分析自体及异体FMT前后病毒组的纵向动态变化、供者噬菌体的植入情况及病毒群落类型的分布模式。

➤粪便病毒组总体特征：以噬菌体为主，偶见植物病毒

与先前关于炎症性肠病研究一致，粪便病毒组主要由噬菌体构成；真核病毒仅在少数样本中检出且多为饮食来源的植物病毒，对疾病本身的直接影响有限；在噬菌体成分中，Caudoviricetes、Petitvirales (球形单链DNA微病毒) 和Crassvirales是相对丰度最高的三大类群。进一步的宿主预测分析显示，不同噬菌体对特定细菌宿主具有明显的偏好性：Caudoviricetes噬菌体主要感染厚壁菌门， Petitvirales则偏好假单胞菌门，而Crassvirales几乎只感染拟杆菌门成员。

➤炎症与FMT等因素对病毒组结构的影响

本研究进一步探究哪些因素可能影响病毒组成。基于距离的冗余分析 (dbRDA) 显示，在患者和供体中，个体差异是解释不同受试者间病毒组差异的最主要因素，而FMT治疗方案及伴随用药虽对病毒组组成也有一定影响，但解释度相对较小。为了评估环境因素对肠道病毒组的影响，研究者首先对尚未接受FMT治疗的患者样本单独进行dbRDA分析，结果发现，粪钙卫蛋白 (一种反映肠道炎症活动的生物标志物) 是与病毒组成显著相关的唯一因素。随后，对FMT治疗后的样本进行分析，结果发现，炎症的存在及累及范围对病毒组结构的解释度明显高于FMT类型。这些结果提示，炎症对病毒组的塑造作用强于FMT干预。

➤接受自体FMT的UC患者中观察到病毒组漂移

研究者进一步聚焦于接受自体FMT的UC患者，探究其肠道病毒组的长期动态变化。在最长可达1年的随访中，持续评估患者各时间点病毒组与自身供体样本之间的相似性 (以Bray-Curtis距离表征)。从研究设计上，原预期在移植后短时间内患者病毒组会逐渐向自身供体样本靠近，即Bray-Curtis距离降低；然而结果显示：患者肠道病毒组与自身供体样本病毒组之间的差异随时间逐渐增大，在第8周时Bray-Curtis距离已显著高于基线时供者之间的差异，这一趋势在随访至1年时仍然存在。与健康个体肠道病毒组的长期稳定性报道形成对比，UC患者则呈现出随时间缓慢偏离自体基线病毒组的现象，研究者将其命名为“virome drift (病毒组漂移)”，并推测持续存在的肠道炎症可能是这一不稳定性的驱动因素。值得注意的是，即便差异在增加，患者肠道中可检测到的供者病毒属比例在随访期间仍保持较高且相对稳定，说明许多病毒属可以在UC患者肠道中持续存在至少一年；真正发生变化的主要是不同病毒属之间的相对丰度格局，这种变化甚至在噬菌体目这样较高的分类水平上亦可见；即病毒组漂移，其主要特征是病毒丰度谱的变化。

➤接受异体FMT后，来自供者的噬菌体有限且短暂定植

在确定了接受自体FMT患者肠道病毒组随时间发生漂移后，研究者进一步研究了接受异体FMT患者的长期病毒组动态。在异体FMT组，患者病毒组在第4周和第8周与健康供者样本之间的距离轻度缩短、与供者共享的病毒属比例上升，提示存在一定程度的供者噬菌体植入和短期影响；然而，这种靠近的幅度整体有限，且随更长期的随访逐渐减弱，表明供者病毒的影响更多是短暂的而非持久重塑。同时，无论从病毒组距离变化还是供者共享病毒属比例来看，内镜下缓解与未缓解患者之间均未呈现显著差异。综上，异体FMT能够在部分UC患者中实现供者病毒的部分且短暂的移植，使患者病毒组在短期内与供者更为相似，但这一效果有限，且尚未体现出与临床缓解之间的明确对应关系。

➤微病毒是主要植入群体且呈高度个体化

研究以丰度显著上升作为成功植入的判定标准：对于同时存在于供者和患者病毒组中的病毒属，如其在第4周或第8周的丰度较基线增加至少一倍（≥100%），即被视为供者噬菌体成功植入受者肠道。结果显示，第4周共有51个供者病毒属被判定为成功植入，第8周增至62个，提示噬菌体植入是一个持续过程；在至少20%患者中被检测到植入的病毒属中，约80%归类为Petitvirales，而其余20%被归类为Caudoviricetes，提示微病毒是FMT中最易植入的主要群体。将分析从病毒属下移至具体噬菌体重叠群后，第4周共识别99条成功植入的供者噬菌体重叠群；第8周增至125条。其中绝大多数噬菌体仅在单一“供者-受者”组合中出现，即植入谱高度个体化。

➤UC患者中未发现供体病毒组群落传播的证据

为在病毒组群落整体水平而不限于单个移植病毒属或病毒重叠群的层面评估病毒移植效果，研究者采用病毒群落分型 (viral community typing, VCT)，识别出了两种主要病毒群落类型：VCT CA和VCT CrM。VCT CA以Caudoviricetes噬菌体相对丰度升高为主，表现出更高的溶原潜能，并富集感染厚壁菌门的噬菌体，在UC患者中更常见，提示其很可能代表在持续炎症背景下由厚壁菌门诱导的溶原性噬菌体群落；相对地，VCT CrM则以Malgrandaviricetes丰度升高为主，以富集主要感染假单胞菌门的裂解性噬菌体为特征，主要见于健康供者，呈现健康型病毒群落构型。有趣的是，假单胞菌门通常被认为与UC患者相关，这在一定程度上提示这些噬菌体与其细菌宿主之间可能存在一种噬菌体少、细菌多的反向关系。值得注意的是，无论内镜结局如何，接受异体FMT治疗的患者中，两种病毒群落类型的流行率在随访过程中均未出现一致的纵向变化，这表明尽管存在一定程度的供者噬菌体短期植入，但在病毒群落类型这一整体层面，并未观察到供者病毒组向受者的传递。

图1 接受粪菌移植的UC队列中病毒组相关协变量

(a) 患者和供体相对病毒组谱的个体间差异的主坐标分析；(b) 与患者和供体中相对病毒组谱相关的临床协变量；(c) 与接受FMT治疗的UC患者中相对病毒组谱相关的临床协变量。

图2 UC队列中的供体病毒组植入情况

(a) 不同时间点患者与其对应供者样本之间，相对病毒组谱差异的箱线图；(b) 不同时间点患者与其对应供者样本之间，共享供体分类群百分比的箱线图。共享供体分类群定义为存在于相应供体批次中且同时在个体患者样本中被识别的属。*：AdjP < 0.05。

综上，本研究揭示了UC患者肠道病毒组在炎症背景下出现病毒组漂移；炎症对病毒组结构的影响强于FMT类型；异体FMT虽可在短期内实现一定程度的供者噬菌体植入，但植入规模有限、以微病毒为主且高度个体化，与临床缓解未见稳定关联；病毒群落分型表明供者健康型病毒群落并未在受者肠道内系统性建立。这些发现提示，联合应用有效的抗炎治疗与FMT治疗，有望为供体病毒的有效植入创造更有利的肠道环境，并促进肠道微生态的重新平衡。

致谢

中南大学湘雅三医院 田小康

中南大学湘雅三医院 王思丹

中南大学湘雅三医院 陈杰

中南大学湘雅三医院 王晓艳

对本篇文章解读做出的贡献