重症监护室急性肾损伤患者的肠道微生物群失衡：16S测序与中介分析的启示

《BMC Nephrology》：Gut microbiota dysbiosis in intensive care unit patients with acute kidney injury: insights from 16S sequencing and mediation analysis

　　

摘要

背景

肠道-肾脏轴在急性肾损伤的病理生理过程中起着关键作用，但在重症监护室患者中的具体特征仍不明确。本研究旨在探讨AKI患者肠道微生物群的组成和功能变化。

方法

患者被分为AKI组和非AKI组。在入住ICU后的24小时内采集直肠拭子，通过16SrDNA测序分析其分类组成。同时进行了α多样性、β多样性分析以及线性判别效应大小分析。冗余分析用于研究微生物群落与环境因素之间的关系，PICRUSt2则用于判断代谢功能的差异。平均因果中介效应分析则用于探究菌群失调、代谢功能与临床因素之间的关联。

结果

共有193名患者参与研究，其中包括142名AKI患者和51名非AKI患者。与非AKI患者相比，AKI组的ace指数显示其肠道微生物群的物种丰富度显著更高（p＜0.05），这说明中等丰度的细菌种类有所增加，其中可能包含机会性病原体。不过，chao1指数以及香农指数和辛普森指数（用于衡量整体多样性和均匀性）均无显著差异，这表明尽管某些细菌种群数量增加，但肠道生态系统的基本结构和平衡仍保持稳定。两组之间在整体群落组成方面存在显著差异（β多样性，p＜0.05）。LEfSe分析发现AKI患者存在菌群失调，表现为机会性病原体（如溶血性葡萄球菌、布罗米瘤胃球菌和维永氏菌）的增殖以及肠外细菌的侵入（如阿姆里斯尼思菌、阴道阿托波比姆菌）。冗余分析显示，血清肌酐和血尿素氮是唯一对微生物群落结构有显著影响的临床因素。PICRUSt2分析则发现两组之间存在显著的代谢功能差异，多条代谢途径的丰度存在差别。探索性中介分析构建出了一个潜在的关联网络，将肠道微生物群失调、代谢途径改变与血清肌酐水平联系起来。

结论

AKI患者存在肠道微生物群失调，表现为机会性病原体的增殖和肠外细菌的侵入。这些变化与疾病严重程度相关，且可能与血清肌酐水平有关，可能是通过调节特定代谢途径实现的。

试验注册

这项研究是基于医院获得性感染监测数据进行的，未在临床试验注册平台进行注册。