妙佑医疗研究人员发现肠道微生物组与类风湿性关节炎的预后存在关联

明尼苏达州罗切斯特 — 根据妙佑医疗国际(Mayo Clinic)个体化医学中心(Center for Individualized Medicine)的最新研究,类风湿性关节炎患者在病程中是否会好转的一个重要指标可能潜藏在他们的肠道之中。

这项发表在《基因组医学》(Genome Medicine)上的研究发现,通过关注胃肠道中数万亿的细菌、病毒和真菌,即肠道微生物组,可以预测类风湿性关节炎患者的未来预后。研究结果表明,肠道微生物与类风湿性关节炎患者的预后有关。

“这项研究开创性地利用了肠道微生物组数据预测类风湿性关节炎疾病活动的临床改善,而不依赖对患者病情或先前治疗的初步测量,”妙佑医疗国际个体化医学中心的计算生物学家、该研究的联合资深作者Jaeyun Sung哲学博士说。

类风湿性关节炎是一种慢性疾病,其特征是关节炎症和疼痛,最终可导致骨骼和软骨侵蚀、关节畸形和活动能力丧失。这种复杂的疾病影响着全世界近2千万人。

关注微生物组

在这项研究中,研究小组对32名类风湿性关节炎患者在其分别两次临床门诊的粪便样本进行了全面的精确基因组分析,称为“鸟枪法宏基因组测序”。研究小组研究了肠道微生物组与临床疾病活动中有意义的最小变化之间的联系。他们发现肠道微生物组的几个特征与患者的未来预后有关。

“通过观察患者的基线肠道微生物组特征,我们发现,最终表现出改善的患者与未表现出改善的患者在微生物组特征方面存在着显著差异,”对炎症性关节炎有着特殊兴趣的妙佑医疗国际临床风湿病学家John Davis III医学博士说。Davis医生是该研究的联合资深作者。

“令人惊讶的是,我们的数据表明,根据最终的临床结果,肠道微生物组不仅在初始生态状态上存在差异,而且生长和发育也有所不同,”Sung博士补充道。

接下来,研究人员借助深度学习人工智能(AI)检查了他们是否能够预测患者能否取得临床改善。总的来说,预测效果的准确率为90%,从而证明了肠道微生物组和人工智能技术的整合在理论上可以作为预测类风湿性关节炎病程的手段。

治疗途径

“随着进一步的发展,这种预后生物标志物能够识别可通过特定治疗实现早期临床改善的患者,从而让他们不必浪费金钱接受其他不太可能有效的治疗,同时避免某些风险,”Davis医生说。“另一方面,这种工具可以检测出疾病症状不太可能改善的患者,让临床医护专业人员能更密切地关注与监测他们。我们还有很多工作要做,但我们正在朝着正确的方向前进,即加强对这种疾病的理解,从而为类风湿性关节炎患者提供个性化的药物。”

一段时间以来,科学家一直怀疑肠道微生物组在类风湿性关节炎以及许多其他炎症和自身免疫性疾病中发挥着一定作用。这些海量的微生物有助于消化食物、调节免疫系统和抵御病原菌。

研究人员强调,每个人的微生物组都是独一无二的,由基因、饮食和环境影响等复杂因素决定。这些差异揭示了为什么类风湿性关节炎患者的症状大不相同,从而使得治疗和预测临床结果变得非常困难。

这项研究是Sung博士和Davis医生最近进行的第二次类风湿性关节炎调查,彰显了计算生物学家和临床医护专业人员在解决复杂医学问题时进行合作的重要性。他们正在合作开发一套新的数据驱动工具,以促进类风湿性关节炎的早期发现、诊断、预后和治疗。因此,研究人员计划进一步探索如何将他们的发现转化为新的生物标志物和疗法。

“最终,我们的研究表明,通过改变肠道微生物组来提高临床结果,这或许在类风湿性关节炎的未来治疗中大有可为,”Sung博士说。“这可能彻底改变我们为患者提供治疗的方式。”

这项研究得到了妙佑医疗国际个体化医学中心以及Mark E. and Mary A. Davis的赞助。

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