《Nature Medicine》：The impact of an oral purified microbiome therapeutic on the gastrointestinal microbiome
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本研究通過對ECOSPOR III期臨床試驗的探索性分析，揭示了高劑量口服微生物組療法VOWST（VOS）通過改善藥代動力學、增強菌種定植及調節微生物組與代謝物譜，顯著降低艱難梭菌（Clostridioides difficile）感染復發的機制。該研究為微生物組靶向治療提供了關鍵藥理學依據，凸顯了其在恢復腸道保護功能中的臨床價值。
摘要
VOWST（VOS）是一種FDA批準的口服純化厚壁菌門（Firmicutes）孢子制劑，用于預防復發性艱難梭菌感染（rCDI）。早期開放標簽的Ib期研究顯示，86.7%的患者在8周內未復發，但隨后的雙盲II期研究未顯示出顯著優于安慰劑的療效（復發率分別為44.1% vs. 53.3%）。這一差異被歸因于劑量不足。III期試驗采用約十倍高的劑量后，VOS組復發率降至12%，顯著低于安慰劑組的40%（相對風險0.32，P?C. difficile生長的代謝物。這些發現闡明了VOS通過快速恢復腸道微生物組的關鍵保護功能，實現rCDI持久預防的機制。
引言
艱難梭菌感染（CDI）的腹瀉癥狀由細菌毒素引發的炎癥性結腸炎驅動。約20–30%的患者在抗生素治療后出現復發，主要歸因于腸道菌群的持續紊亂。復發性CDI（rCDI）的傳統抗生素治療方案伴隨高復發風險，而微生物組干預策略旨在修復菌群功能。目前認為，微生物通過將結合型初級膽汁酸轉化為次級膽汁酸（如DCA和LCA），抑制C. difficile孢子萌發和生長；同時，短鏈脂肪酸（SCFAs）如丁酸鹽和戊酸鹽可直接抑制病原體增殖并維護腸屏障完整性。rCDI患者的腸道菌群特征為抗生素導致的共生菌耗竭、菌群多樣性降低及次級膽汁酸與SCFAs濃度下降。盡管糞菌移植（FMT）可恢復菌群功能，但研究表明，純化的厚壁菌門孢子足以重建對C. difficile的定植抗性。
VOWST（VOS）是首個FDA批準的口服微生物組活體生物治療產品。其通過乙醇滅活和過濾步驟純化健康供體糞便中的孢子，去除營養體細菌（如變形菌門Proteobacteria）和病毒等風險成分，顯著降低非孢子物質約200倍。在III期雙盲安慰劑對照試驗中，VOS在預防rCDI方面優于安慰劑，且耐受性良好。多數復發發生于抗生素停藥后4周內，凸顯快速恢復菌群功能的必要性。VOS開發過程中，藥代動力學（以孢子定植為指標）和藥效學（菌群與代謝物變化）的評估指導了關鍵決策。
結果
患者分布與樣本特征
III期試驗共納入182例患者（59.9%女性，平均年齡65.5歲），所有患者均有≥3次CDI發作史。73.1%的合格復發 episode 接受萬古霉素治療。基線糞便樣本（抗生素治療后、給藥前）和治療后多個時間點（第1、2、8、24周）的宏基因組數據用于分析。排除抗生素暴露后的樣本后，VOS組可用樣本量高于安慰劑組，因后者復發率更高（8周時復發率分別為12% vs. 40%）。同時，研究納入了I期和II期試驗的共享時間點樣本進行跨試驗比較。
VOS定植動力學：劑量依賴性與跨試驗一致性
將I期劑量遞增研究和II期固定劑量研究分為“高劑量”與“低劑量”組后，發現III期試驗的高劑量方案定植水平（以新出現劑量菌種數量衡量）與I期高劑量組相似，且顯著高于II期低劑量組（
P?P?
年齡與抗生素亞組分析：定植無顯著差異
按年齡（<65歲 vs. ≥65歲）和合格 episode 抗生素（萬古霉素 vs. 非達霉素）分層后，基線劑量菌種豐富度在亞組間無顯著差異。VOS治療后，所有亞組均出現劑量菌種快速定植，且顯著高于安慰劑組（圖2）。非達霉素組基線菌種豐富度略高于萬古霉素組，但VOS的定植優勢覆蓋了抗生素類型的影響，支持其療效的普適性。
菌株水平定植驗證與物種水平一致性
使用StrainPhlAn進行菌株水平分析顯示，VOS組劑量菌株數量顯著高于安慰劑組（P?2?=?0.64）。盡管菌株分析靈敏度較低（約半數物種無法分配菌株），但結果與物種水平結論一致。
微生物組組成變化：快速趨近健康狀態
非度量多維尺度分析（NMDS）顯示，基線樣本遠離健康人群聚類，且按抗生素類型聚集。VOS治療后第1周，樣本即向健康群簇移動，并保持至24周；安慰劑組樣本變化緩慢，多數始終偏離健康狀態（圖3）。PERMANOVA證實組間群落結構和離散度差異顯著（P?Ruminococcaceae和Lachnospiraceae），而安慰劑組Enterobacteriaceae（如Klebsiella和Escherichia coli）和機會病原體（如Fusobacterium nucleatum）更 prevalent（圖5）。
膽汁酸與脂肪酸代謝物：關鍵功能恢復
靶向代謝組學顯示，基線時初級膽汁酸（如膽酸CA和鵝脫氧膽酸CDCA）濃度高，次級膽汁酸（DCA、LCA）濃度低。VOS治療后，CA和CDCA迅速下降，DCA和LCA顯著上升，且與安慰劑組差異持續至第8周（P?≤?0.02）；熊脫氧膽酸（UDCA）在VOS組濃度較低（P?P?C. difficile生長，且抑制效力隨碳鏈延長（己酸鹽?>?戊酸鹽?>?丁酸鹽）和介質酸性增強而上升。
VOS批次體外代謝功能驗證
來自4名供體的5個VOS批次在體外培養中均產生DCA、LCA、丁酸鹽、戊酸鹽和己酸鹽，證實其代謝活性。患者按接受批次分組后，各代謝物濃度中位數均高于安慰劑組，但樣本量限制未進行統計檢驗。
討論
本研究通過III期隨機對照試驗的機制分析，確立了VOS在rCDI預防中的藥理學基礎。高劑量VOS驅動的快速孢子定植是藥效核心，其通過恢復次級膽汁酸和SCFAs等抑制性代謝物，直接干預C. difficile生命周期。與FMT相比，VOS的孢子純化工藝顯著降低非目標成分，提供更可控的治療策略。年齡和抗生素類型不影響定植效果，支持其廣泛適用性。菌株與物種水平分析的一致性驗證了定植評估的可靠性。本研究的局限包括VOS組復發樣本少限制關聯分析，以及宏基因組相對豐度的絕對定量缺失。未來研究可聚焦絕對菌群負荷與宿主互作機制。綜上，VOS代表了一種通過靶向恢復微生物組功能實現CDI持久預防的精準治療模式。
