[发明专利]基于肠道微生物诊断和预防心脏移植免疫排斥的生物标志物

说明书

本发明公开了心脏移植前后的肠道微生物及其作为心脏移植免疫排斥或耐受的生物标志物，该肠道微生物包括厚壁菌门多种差异显著的菌种。本发明通过收集心脏移植患者移植前后粪便样品并提取、纯化DNA，然后进行测序和分析，将心脏移植患者移植后长期或短期的肠道微生物与移植前相比较，确定存在丰度差异的肠道微生物，这些差异性的肠道微生物能作为诊断和治疗心脏移植免疫排斥的生物标志物，其中一些肠道微生物也是心脏移植免疫耐受的标志物或治疗靶标。

技术领域

本发明涉及微生物学，具体涉及肠道微生物及其作为心脏移植免疫排斥或耐受的诊断标志物或治疗靶标。

背景技术

心脏移植是治疗晚期心力衰竭、终末期冠状动脉疾病等的一种有效方案。心脏移植挽救了许多终末期心脏病患者的生命，但移植后免疫排斥反应仍然是心脏移植患者长期生存的主要问题。

目前颈静脉心内膜心肌活检是临床检验心脏移植排斥反应的主要方式，存在检验后并发症多、诊断费用高、缺乏早期诊断等局限性。免疫抑制治疗是目前预防和治疗心脏移植免疫排斥反应的主要手段，临床通常使用三联疗法来预防和控制移植排斥反应，但免疫抑制方案常常达不到理想的治疗效果。免疫抑制不足可能导致排斥反应，而过度免疫抑制可能导致感染、恶性肿瘤和慢性肾脏疾病等其他并发症。因此，诊断和治疗免疫排斥反应是心脏移植患者长期生存的关键。

肠道微生物在宿主免疫系统的稳态中起关键调控作用。肠道微生物在心脏移植患者移植前后存在差异，可作为心脏移植免疫反应的诊断标志物。肠道微生物诊断可弥补目前临床诊断心脏移植排斥反应的不足，可早期且无创诊断心脏移植排斥反应。肠道微生物诊断样本量需求少，采样无需安排专业人员。另外，肠道微生物诊断效率高，可一次性完成大量样本的检测。肠道微生物治疗可能成为诱导心脏移植免疫耐受的潜在治疗方式，有希望解决当前心脏移植免疫抑制治疗长期生存率低的问题。

发明内容

针对上述技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种心脏移植免疫排斥反应的肠道微生物标志物，能够无创检测、快速识别，目的之二在于提供心脏移植免疫耐受诱导的潜在治疗靶标。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案实现：

S1获取心脏移植患者移植前后的粪便样本。

S2提取不同粪便样本的DNA并对相应粪便样本中的肠道微生物进行16SrRNA测定、宏基因组测序和分析。

S3根据种属相对丰度差异筛选出心脏移植患者移植前后显著丰度差异的微生物，并作为心脏移植免疫排斥或免疫耐受的标志物。

S3所述的心脏移植免疫排斥或免疫耐受的标志物包括：Faecalibacteriumprausnitzii、Roseburia inulinivorans。

S2所述16SrRNA测定包括使用引物进行16S序列扩增和对16SrRNA的v3-v4区进行测序。

S2所述16SrRNA测定和宏基因组测序包括在IlluminaNovaSeq平台上进行DNA文库测序。

本发明的有益效果是，在揭示心脏移植患者移植前后肠道微生物中厚壁菌门相对丰度的基础上，首次公开了Faecalibacteriumprausnitzii、Roseburiainulinivorans作为心脏移植患者免疫排斥反应的诊断标志物，可用于心脏移植患者免疫排斥反应的早期发现，为诱导心脏移植患者免疫耐受提供肠道微生物治疗靶标。

附图说明

图1：心脏移植患者肠道微生物Chao1-α多样性分析

图2：心脏移植患者肠道微生物Shannon-α多样性分析

图3：心脏移植患者肠道微生物upgmacluster-β多样性分析

图4：心脏移植患者丰度差异显著的肠道微生物菌门