[發明專利]與免疫恢復相關的腸道菌群及其應用

在審

• 申請號: 202010717198.0
• 申請日: 2020-07-23
• 公開（公告）號: CN112011602A
• 公開（公告）日: 2020-12-01
• 發明（設計）人: 宜丹;周詩康;康禹
• 申請（專利權）人: 翊康生物科技發展（遼寧）有限公司
• 主分類號: C12Q1/6883
• 分類號: C12Q1/6883;C12Q1/689;C12N15/11;A61K35/744;A61P37/04;A61P1/00
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 黃爽

本發明提供與免疫恢復相關的腸道菌群及其應用。本發明首次發現特定腸道細菌物種具有促進機體免疫恢復的作用。本發明提供的與免疫恢復相關的生物標志物包括32種腸道細菌物種，右旋乳酸脫氫酶、以及18個乳酸菌物種。利用該生物標志物可以對患者免疫受損后的免疫恢復預后進行風險評估，具有較高的準確性、敏感性和特異性，且樣本采集便捷、不會造成機體損傷、檢測方便快速、可進行定期檢測，同時這些腸道物種可以用來開發預防及治療性產品，輔助免疫功能受損患者的治療，以降低其免疫恢復不良的發生率。

技術領域

本發明涉及微生物組學和醫學分子生物學技術領域，具體地說，涉及與免疫恢復相關的腸道菌群及其應用。

背景技術

CD4+細胞(CD4+T細胞)受損，計數下降是HIV感染后最主要的病理改變和導致獲得性免疫缺陷綜合癥(AIDS)的主要原因。因此，治療HIV感染最主要的目標即為恢復患者的CD4+細胞計數。抗逆轉錄病毒治療(ART)能有效抑制HIV感染者的病毒復制，使大多數患者CD4+細胞計數恢復正常(500/mm³)，稱為免疫恢復者(免疫應答者，immune responders，IRs)。然而，即使經過多年的抗逆轉錄病毒治療，15-20％的患者的CD4+細胞計數仍低于500/mm3，這些患者被稱為免疫恢復不良者(免疫無應答者，immune non-responders，INRs)。在INRs中，即使改變ART方案或增加劑量也不能使CD4+細胞計數恢復正常。導致免疫恢復不良的相關的因素包括ART開始時間、最低CD4細胞計數、治療前病毒載量、年齡和機體系統炎癥。如果患者體內持續存在炎癥狀態，表現為CD8+T細胞計數增加，CD4/CD8比值降低(1)，血漿IL-6、CRP升高，提示患者免疫恢復不良，且死亡風險增高。

近年來，腸道微生物組逐漸被認為是HIV感染患者中與炎癥和CD4恢復相關的重要因素。腸道菌群失調，即腸道微生物群失調和腸道通透性增加導致全身炎癥增強，常見于慢性疾病，如肥胖癥和焦慮癥。在HIV感染者中，腸道相關淋巴組織是HIV病毒攻擊CD4+細胞的主要部位，一些證據表明，腸道CD4+T細胞的數量減少與腸道失調、腸粘膜屏障功能受損和系統炎癥有關。即使ART能完全控制病毒復制，腸道失調和全身炎癥仍然持續存在，尤其是在INRs中，并增加了發生炎癥性非艾滋病合并癥(如心血管疾病、糖尿病、肝脂肪變性和癌癥)的風險。然而，腸道微生物群的哪些組成部分以及它們如何影響HIV患者以及其他免疫受損患者的恢復過程尚未厘清。

因此，發現腸道菌群中參與或影響機體免疫恢復過程的關鍵物種和機制，并開發相應的診斷或預后評估方法，以及通過糾正腸道失調促進免疫恢復的治療策略是改善HIV感染患者，以及其他免疫受損患者預后的亟待解決的問題。

發明內容

本發明的目的是提供與免疫恢復相關的腸道菌群及其應用。

本發明通過對大量HIV感染后免疫受損患者的糞便樣本進行宏基因組shotgun測序分析發現，與免疫恢復不良患者樣本相比，免疫恢復患者的腸道菌群中與鏈球菌屬、Gemella菌屬相關聯的一組乳酸菌功能集群在豐度上顯著富集，這些乳酸菌攜帶的右旋乳酸脫氫酶(D-LDH)在腸道局部產生更多乳酸，并刺激腸粘膜淋巴組織和系統CD4+細胞的增生，從而使患者的免疫功能更快恢復。利用這些乳酸菌及其功能集群中的物種在腸道菌群中的豐度，可以構建隨機森林分類器(預測模型)，用于判斷免疫受損后恢復情況。此外，利用這些物種中的一種或幾種預防性灌胃治療免疫受損小鼠，可以有效幫助其免疫快速恢復。基于此，本發明通過宏基因組研究和篩選獲得與免疫受損后恢復能力相關的腸道細菌物種，可以作為生物標志物的組合構建預后診斷模型，對于免疫受損后恢復能力的預后判斷具有較好的作用，還可以作為治療或預防免疫恢復不良的藥物或益生菌，改善免疫受損患者的預后。