恭喜！天昊16S扩增子助力益生菌肾病治疗研究登陆一区Top杂志《Circulation Research》（IF 23.213）

研究首先比较了来自美国肠道计划项目中的283名CKD患者和294名非CKD患者（non-CKD）的肠道微生物16S扩增子数据，发现粪杆菌属在非CKD中富集(图1A)，类杆菌属（Bacteroides）在CKD中富集(图1B)。

本研究对105名中国的独立人群进行了粪便16S扩增子检测，其中包括30名健康志愿者、32名临床诊断为无高血压的CKD患者和43名患有高血压的CKD患者(CKD-HTN)。结果同样发现，粪杆菌属在健康对照组中富集，而在CKD-HTN组中显著减少(图1C)，以及CKD和CKD-HTN中类杆菌的丰度增加(图1D)。与健康对照组相比，CKD-HTN患者的F/B(厚壁菌门/拟杆菌门)比值较高，这是肠道生态失调的一个特征(图1E)。与健康对照组相比，CKD和CKD-HTN患者α多样性的参数(即观察到的特征、Chao1丰富度和Shannon多样性)较低(图1F-1H)。

为了研究肠道菌群的变化是否与CKD的临床特征相关，本研究使用Spearman评估了多种菌属丰度与收缩压(SBP)、舒张压(DBP)、血尿素氮(BUN)、血清肌酐(Scr)、尿酸(UA)、估计的肾小球滤过率(eGFR)、总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、高密度脂蛋白(HDL)以及低密度脂蛋白(LDL)之间的相关性，发现粪杆菌属与UA、BUN、Scr和LDL呈负相关，与eGFR、TC和HDL呈正相关(图2A)，这些表明粪杆菌属在肾功能中的作用。

CKD患者血清中短链脂肪酸降低（SCFAs），脂多糖和三甲胺N-氧化物升高

由于肠-肾轴在高血压和CKD中的重要作用，本研究对几种微生物群衍生代谢物的血清水平进行了分析。三甲胺N-氧化物（TMAO）是一种通过肠道微生物代谢从膳食磷脂酰胆碱或肉碱产生的分子，在CKD-HTN中明显高于CKD和对照组(图2B)。在CKD-HTN患者的血清中，脂多糖(LPSc，一种革兰氏阴性菌的内毒素)的水平最高(图2C)。丁酸盐是粪杆菌属产生的一种主要代谢产物，在CKD和CKD-HTN中均有所减少(图2D)。此外，CKD和CKD-HTN患者的乙酸盐水平降低(图2E)。与对照组相比，在CKD-HTN组中发现丙酸盐较少(图2F)。

图2、中国人群3组中的菌属与临床特征相关性分析。

普拉梭菌改善CKD小鼠的肾功能障碍和纤维化

通过上述实验，研究者假设补充普拉梭菌这个粪杆菌属中唯一菌种，将可能改善CKD小鼠动物模型中CKD相关的病理生理学指标。因此，实验通过5/6 Nx手术在小鼠中诱导CKD 4周，随后每周3次用200μL 2×10⁸ CFU的普拉梭菌或对照PBS进行灌胃，持续16周(图3A)。与假手术组相比，CKD组表现出BUN(图3B)和Scr(图3C)水平升高。此外病理染色等实验也表明，与对照组相比，普拉梭菌治疗减轻了CKD的病理进展。

图3、普拉梭菌(FP)改善了CKD小鼠的肾功能障碍和纤维化。

接下来研究发现在CKD小鼠中观察到巨噬细胞的肾浸润增加，普拉梭菌治疗改善了巨噬细胞浸润。与此相一致，5/6 Nx诱导的CKD小鼠肾皮质中Mcpt1、Il1b和Il6的上调mRNA水平通过普拉梭菌治疗得到部分缓解。

本研究还通过测定3种微生物来源的毒素(对甲酚硫酸盐PCS、对甲酚硫酸盐IS和三甲胺N-氧化物TMAO)和3种非微生物依赖性尿毒症毒素(不对称二甲基精氨酸ADMA、对称二甲基精氨酸SDMA和胍基琥珀酸(GSA))的水平，证明普拉梭菌治疗可以改善CKD小鼠的循环尿毒症毒素。

本研究接下来检测了普拉梭菌治疗的有益效果是否因改变CKD相关肠道菌群。结果发现，普拉梭菌治疗显著增加了observed features、Chao 1和Shannon多样性(图4)。在PCoA中，形成了4个簇，普拉梭菌治疗显著改变了微生物群。在属的水平上，CKD组中比对照组中的脱硫弧菌属（Desulfovibrio）和柯林斯菌属（Collinsella）更丰富，而粪杆菌和罗氏菌属（Roseburia）更少。经过16周的治疗后，脱硫弧菌属和柯林斯菌属的平均丰度下降，并增加了CKD小鼠中罗氏菌属和粪杆菌属的平均丰度。这表明普拉梭菌改变了肠道微生物群，使其趋向多样性和稳态的平衡。

图4、普拉梭菌改变了CKD小鼠的肠道微生物组成。（原文图S3）

普拉梭菌改善CKD小鼠的肠道炎症和通透性

肠道炎症和屏障损伤的增加有助于慢性肾病的发病机制。因此，本研究分析了普拉梭菌治疗对肠道炎症和通透性的影响。与假手术组相比，CKD诱导CKD组近端结肠的Mcpt1、Il6、Il1b、Tlr2和Tlr4的基因表达增加。普拉梭菌治疗降低了CKD+FP组近端结肠相关基因的转录水平。对于肠通透性，实验进行了(1)紧密连接蛋白的RT-PCR；(2)口服灌胃FITC-葡聚糖，30天后进行评价它在血浆中的水平；(3)血浆中I-FABP的ELISA等，结果确实发现普拉梭菌可以改善CKD小鼠的肠道炎症和通透性。