Deze verkennende studie bij zes patiënten met de ziekte van Parkinson die een fecale microbiota transplantatie ondergingen, observeerde temporele veranderingen in de microbiële diversiteit van de darm, de taxonomische samenstelling en de voorspelde functionele profielen, samen met verbeteringen in motorische en niet-motorische symptomen. Deze bevindingen leveren preliminaire bewijzen die verdere onderzoek naar microbiota-gebaseerde interventies ondersteunen.
Onderzoeksartikel
Effecten van fecale microbiota-transplantatie op intestinale microbiële kenmerken en klinische fenotypen bij patiënten met de ziekte van Parkinson
In dit artikel
Samenvatting
Samenvatting
Veranderingen in de darmmicrobiota zijn geassocieerd met de ziekte van Parkinson (PD), maar longitudinale microbiële veranderingen na fecale microbiota transplantatie (FMT) en hun klinische associaties zijn nog onvoldoende begrepen. Deze retrospectieve observationele single-center studie omvatte 6 patiënten met PD, gestratificeerd in subgroepen met een hoge en lage ernst op basis van de ziekteduur (>6 jaar versus ≤6 jaar). Zestig en zes fecale monsters werden verzameld vóór de FMT en vervolgens maandelijks gedurende vijf maanden daarna. De microbiële diversiteit, gemeenschapsstructuur, taxonomische samenstelling en voorspelde functionele profielen werden beoordeeld met behulp van 16S ribosomaal RNA-gensequencing. De analyses omvatten alfa- en bèta-diversiteit, taxonomische abundantie, linear discriminant analysis effect size, Tax4Fun2-gebaseerde functionele voorspelling en Spearman-rangcorrelaties tussen microbiële kenmerken en klinische indicatoren. Descriptieve analyses wezen op verschillen in microbiële rijkdom, diversiteit, gemeenschapsstructuur en voorspelde functies tussen de ernst-subgroepen en over de tijdspunten na FMT. Bij aanvang had de subgroep met lage ernst een grotere microbiële rijkdom en diversiteit dan de subgroep met hoge ernst, met relatief hogere abundanties van taxa zoals Bifidobacterium en Lactobacillus. Eén maand na de FMT namen de rijkdom en diversiteit toe ten opzichte van de nulmeting in de subgroep met hoge ernst, vergezeld door veranderingen in de taxonomische samenstelling. Beide subgroepen vertoonden tijdgerelateerde variaties in microbiële diversiteit en voorspelde Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes pathway-verrijking na de FMT. De voorspelde functies omvatten koolhydraat- en aminozuurmetabolisme, biosynthese van secundaire metabolieten, membraantransport en signaaltransductie. Verschillende operationele taxonomische eenheden correleerden met indicatoren voor motorische beperkingen, constipatie, slaapkwaliteit, functionele status en neuropsychiatrische symptomen. FMT was derhalve geassocieerd met longitudinale veranderingen in de darmmicrobiële diversiteit, samenstelling en voorspelde functies, en specifieke microbiële kenmerken waren geassocieerd met motorische en niet-motorische indicatoren. Gezien de kleine retrospectieve cohort zijn deze bevindingen preliminair en verdienen ze bevestiging in grotere gecontroleerde studies. Toekomstig onderzoek moet bepalen of deze microbiële veranderingen reproduceerbaar zijn, langer dan vijf maanden aanhouden, donor-engraftment weerspiegelen en overeenkomen met meetbare klinische verbetering na transplantatie bij PD.
Inleiding
De ziekte van Parkinson (PD) is een veelvoorkomende progressieve neurodegeneratieve aandoening die wordt gekenmerkt door bradykinesie, rigiditeit, rusttremor en posturale instabiliteit1. Hoewel de pathogenese nog niet volledig is opgehelderd, zijn meerdere factoren, waaronder neuroinflammatie, blootstelling aan omgevingsfactoren en genetische vatbaarheid, geïmpliceerd bij het ontstaan en het verloop van de ziekte2. Epidemiologisch bewijs wijst erop dat PD een van de meest voorkomende neurologische aandoeningen is bij ouderen en gepaard gaat met een aanzienlijke invaliditeitslast, waarbij de prevalentie toeneemt met de leeftijd3. Huidige behandelingen, in het bijzonder dopamine-vervangende therapie, kunnen de motorische symptomen tot op zekere hoogte verlichten, maar hun effecten op de progressie van de ziekte en veel niet-motorische symptomen blijven beperkt, en de respons op de behandeling varieert per individu4. Daarom blijft verder onderzoek naar PD-gerelateerde biologische veranderingen en potentiële therapeutische doelwitten klinisch van groot belang.
De microbiële gemeenschap in de darm speelt een belangrijke rol bij het handhaven van de integriteit van de darmbarrière, het reguleren van immuunresponsen en het ondersteunen van de metabole homeostase5. Fecale microbiotatransplantatie (FMT) houdt in dat fecale microbiota van een gezonde donor naar een ontvanger worden overgebracht om het microbiële evenwicht in de darm te herstellen6,7. Meerdere dierstudies hebben gesuggereerd dat transplantatie van de darmmicrobiota invloed kan hebben op neurobehaviorale fenotypen8,9. Aangezien microbiota van patiënten met depressie of angst overeenkomstige gedragsveranderingen bij muizen kunnen induceren, zouden microbiota van gezonde donoren de gedragsuitkomsten kunnen verbeteren10. Daarnaast hebben voorlopige klinische observaties een symptoomverbetering gemeld na FMT bij sommige patiënten met PD en autisme, wat suggereert dat microbiota-gebaseerde interventies mogelijk relevant zijn bij neurologische en neuropsychiatrische aandoeningen11,12. Desalniettemin blijven de mechanismen die ten grondslag liggen aan deze effecten onduidelijk, en zijn klinische studies vereist om de veiligheid en effectiviteit van FMT bij PD vast te stellen.
Hoewel eerdere studies hebben gewezen op een relatie tussen het darmmicrobiota en de ziekte van Parkinson, zijn de longitudinale veranderingen in de samenstelling van het darmmicrobiota na een FMT en de associaties hiervan met klinische kenmerken nog onvoldoende bekend. Het blijft onduidelijk of patiënten met verschillende klinische ernst distincte microbiële reacties vertonen na een FMT.
In deze retrospectieve observationele studie in één centrum hebben we patiënten met PD beoordeeld die FMT ondergingen in de routineklinische praktijk. Klinische scores vóór en na FMT werden geanalyseerd, en beschikbare fecesmonsters werden verder geanalyseerd met 16S rRNA-gensequencing om de microbiële diversiteit in de darm, de taxonomische samenstelling, de voorspelde functionele profielen en correlaties met klinische indicatoren te onderzoeken. Deze studie had tot doel de klinische uitkomsten en darmmicrobiota-profielen na FMT bij PD te karakteriseren en preliminaire bewijzen te leveren voor toekomstige prospectieve gecontroleerde studies.
Protocol
De studie werd uitgevoerd in overeenstemming met de Verklaring van Helsinki, en het protocol werd goedgekeurd door de Ethische Commissie van The Second Affiliated Hospital of Nanjing Medical University (goedkeuringsnummer: 2021-KY-100-01). Van alle deelnemers is schriftelijke geïnformeerde toestemming verkregen.
Deze retrospectieve observationele studie in één centrum werd uitgevoerd bij de afdeling Neurologie van The Second Affiliated Hospital of Nanjing Medical University. Van januari 2022 tot december 2023 werd in totaal 32 patiënten met primaire PD geïncludeerd die voldeden aan de Diagnostic Criteria for Parkinson’s Disease (editie 2020). Uiteindelijk werden zes patiënten die voldeden aan de strikte selectiecriteria en alle studieprocedures hadden voltooid, opgenomen in de daaropvolgende analyse. Details over de screening, exclusie en follow-up zijn weergegeven in Supplementary Figure 1.
Verzameling van fecesmonsters en analyse van de microbiële gemeenschap
Fecale microbiota werd verkregen van gezonde vrijwilligers. Het screeningsproces van de donoren werd strikt uitgevoerd in overeenstemming met de Chinese Expert Consensus on the Clinical Application of Fecal Microbiota Transplantation. Inclusiecriteria voor donoren: Leeftijd 18–40 jaar, zonder voorgeschiedenis van chronische ziekten; Geen voorgeschiedenis van gastro-intestinale aandoeningen, metabole stoornissen, auto-immuunziekten of psychiatrische stoornissen; Geen gebruik van antibiotica, probiotica, immunosuppressiva of protonpompremmers in de afgelopen 3 maanden; Geen reizen naar epidemische gebieden, bloedtransfusies of chirurgische ingrepen in de afgelopen 6 maanden. Bloed- en fecesscreening om infectieziekten en pathogenen uit te sluiten omvatte: Human immunodeficiency virus (HIV), Hepatitis B virus (HBV), Hepatitis C virus (HCV), Treponema pallidum, Clostridium difficile, Salmonella, Shigella, Campylobacter, pathogene Escherichia coli, enterische virussen en parasieten. Het volume van een enkel geldig fecesmonster moest ten minste 50 g bedragen. Met behulp van een geautomatiseerd systeem voor zuivering van fecale microbiota (zie Table of Materials) werd 500 mL steriele zoutoplossing toegevoegd aan elke 100 g verse feces, gevolgd door drie ronden van gestandaardiseerde centrifugatie en wassing (700 × g, 3 min), waarna direct werd geïnoculeerd na het bereiden van een suspensie met steriele zoutoplossing in een volumeverhouding van 1:2. Proefpersonen ontvingen een enkele injectie van 150 mL suspensie bevattend ongeveer 5 × 10^13 levensvatbare bacteriën13.
Alle ontvangers ondergingen FMT via colonoscopie, waarbij het endoscoop werd doorgevoerd tot in het caecum en het colon ascendens; de suspensie werd langzaam en gelijkmatig via het biopsiekanaal geïnfuseerd om preferentiële kolonisatie van het rechter colon te bevorderen. Na infusie bleven de patiënten gedurende ten minste 2 h in rechter zijligging (decubitus positie). Voorafgaand aan de procedure werd gedurende 3 dagen een vezelarm dieet gevolgd, gevolgd door een volledig vloeibaar dieet gedurende 24 h vóór de ingreep, met vasten van vaste voeding gedurende 6 h en van vloeistoffen gedurende 2 h voorafgaand aan de infusie. Op de avond vóór transplantatie werd een standaard volledige darmreiniging met een polyethyleenglycol-elektrolytoplossing uitgevoerd totdat een helder, fecesvrij effluent was verkregen. Beperkingen voor medicatie omvatten het onthouden van systemische antibiotica gedurende ten minste 72 h vóór FMT en het vermijden daarvan gedurende 1 week daarna. Protonpompremmers (PPI's) worden 24–48 h vóór de procedure gestaakt, en laxantia en probiotica worden op de dag van transplantatie opgeschort.
Tijdens de procedure werden de hartslag, bloeddruk en zuurstofsaturatie continu gemonitord en werden eventuele symptomen, zoals abdominale distentie, pijn of misselijkheid, geobserveerd; de infusie werd onmiddellijk gestopt bij het optreden van ernstige abdominale pijn of hypotensie. Gedurende de eerste 7 dagen na transplantatie werd er dagelijks een follow-up uitgevoerd om de frequentie van de stoelgang, de consistentie van de ontlasting en alle bijwerkingen, waaronder abdominale pijn, diarree, koorts en hematochezia, te registreren. De langetermijnfollow-up liep tot 5 maanden, met geplande ontlastingsafnames voor analyse van het darmmicrobioom en klinische beoordelingen met behulp van de Unified Parkinson’s Disease Rating Scale (UPDRS) en de Wexner Constipation Score, naast het documenteren van symptoomveranderingen en het gebruik van gelijktijdige medicatie, om zowel de effectiviteit als de veiligheid volledig te evalueren.
Fecale monsters werden verzameld op zes tijdstippen: vóór de FMT en 1, 2, 3, 4 en 5 maanden na de FMT. Alle deelnemers ontvingen gestandaardiseerde instructies voor het verzamelen van ontlastingsmonsters. Ongeveer 10–20 g van het middengedeelte van de ontlasting werd verzameld met steriele pincetten en in steriele verzamelcontainers geplaatst. De monsters werden binnen 2–3 u na verzameling naar het laboratorium getransporteerd en door getrainde onderzoekers onder aseptische omstandigheden verdeeld in steriele 1,5 mL microcentrifugebuisjes (zie Tabel met Materialen). Alle aliquoten werden onmiddellijk bij −80 °C bewaard tot aan verdere analyse.
Na de afname van de fecesmonsters werden alle specimens op droogijs getransporteerd naar een commerciële sequencingprovider (zie Tabel met materialen) voor 16S rRNA-gensequencing. De bibliotheekvoorbereiding, sequencing en de initiële kwaliteitscontrole werden uitgevoerd volgens het standaardprotocol van de provider. Genomisch DNA werd geëxtraheerd uit elk fecesmonster, en de V3–V4 hypervariabele regio's van het bacteriële 16S rRNA-gen werden geamplificeerd via polymerasekettingreactie (PCR) met behulp van de primers 341F en 805R. De sequencing werd uitgevoerd op een benchtop short-read sequencingplatform (zie Tabel met materialen) met gebruik van 2 × 300 bp paired-end chemie om de darmmicrobiële profielen van patiënten vóór FMT en op verschillende follow-up tijdstippen na FMT te karakteriseren. Na de sequencing werden de raw reads verwerkt om hoogwaardige sequenties te verkrijgen voor verdere microbiële analyse. De taxonomische classificatie werd uitgevoerd met een commercieel 16S taxonomisch toewijzingspakket en de bijbehorende microbiële identificatiedatabase (zie Tabel met materialen). De resulterende taxonomische profielen werden gebruikt voor daaropvolgende analyses van microbiële diversiteit, gemeenschapscompositie, differentiële abundantie en voorspelde microbiële functie.
Klinische beoordelingen en analytische labels
Patiënten met PD werden op basis van de ziekteduur gestratificeerd in twee ernstgroepen: een groep met een hoge ernst (>6 jaar, aangeduid als “_H”) en een groep met een lage ernst (≤6 jaar, aangeduid als “_L”). Fecale monsters die vóór de FMT werden verzameld, werden gedefinieerd als baseline-monsters en gelabeld als FB_H of FB_L, afhankelijk van de bijbehorende ernstgroep. Monsters die 1, 2, 3, 4 en 5 maanden na de FMT werden verzameld, werden gelabeld als FP1M_H, FP2M_H, FP3M_H, FP4M_H en FP5M_H voor de groep met een hoge ernst, en als FP1M_L, FP2M_L, FP3M_L, FP4M_L en FP5M_L voor de groep met een lage ernst. De beoordeelde klinische parameters omvatte de Wexner-constipatiescore, de Non-Motor Symptoms Scale (NMSS), de Non-Motor Symptoms Questionnaire (NMSQ), de Neuropsychiatric Inventory (NPI), het Hoehn–Yahr-stadium, de Activities of Daily Living-schaal (ADL), de Pittsburgh Sleep Quality Index (PSQI), de originele (UPDRS I–VI) en de totale UPDRS-score. Een combinatie van beschrijvende en inferentiële statistische methoden werd gebruikt om de veranderingen in de klinische indicatoren van PD-patiënten in de groep met een hoge ernst (_H-groep) en de groep met een lage ernst (_L-groep) op zes tijdstippen te analyseren. Om vooraf groepsverschillen over alle tijdstippen te verkennen, werden de distributies van de indicatoren tussen de _H- en _L-groepen op elk tijdstip vergeleken met de Wilcoxon-rangsomtoets, en werd er een strikter Linear Mixed Model (LMM) met patiëntspecifieke random intercepts toegepast. Vanwege de beperkte steekproefomvang worden de resultaten van het mixed-effects model slechts als verkennende referentie verstrekt. Het primaire eindpunt van deze verkennende studie was de verandering in de diversiteit en samenstelling van het darmmicrobioom van de baseline tot de tijdstippen na de fecale microbiota transplantatie, waarbij klinische veranderingen als secundaire eindpunten werden geëvalueerd.
OTU-clustering, diversiteitsanalyse en taxonomische abundantie
Operationele taxonomische eenheden (OTU's) werden gebruikt om de samenstelling van de microbiële gemeenschap samen te vatten, waarbij sequenties met ≥97% gelijkenis in dezelfde OTU werden geclusterd. De sequencingdiepte werd geëvalueerd met behulp van Shannon-gebaseerde rarefactiecurves, waarbij de plateaus van de curves duidden op een over het algemeen voldoende dekking voor downstream diversiteitsanalyses.
De alfa-diversiteit werd beoordeeld met behulp van de Chao1- en abundance-based coverage estimator (ACE)-indices voor microbiële rijkdom, en de Shannon- en Simpson-indices voor de algemene diversiteit en evenredigheid. Bèta-diversiteit werd geëvalueerd met behulp van gewogen en ongewogen UniFrac-afstanden, gevolgd door een principale coördinaatanalyse (PCoA) om verschillen in de samenstelling van de microbiële gemeenschap tussen de groepen te visualiseren. Verschillen tussen groepen in alfa- en bèta-diversiteit werden respectievelijk beoordeeld met niet-parametrische tests en een Permutational Multivariate Analysis of Variance (PERMANOVA), zoals beschreven in de sectie statistische analyse.
De taxonomische samenstelling werd samengevat op phylum-, klasse-, orde-, familie- en genusniveau op basis van 16S rRNA-gensequencinggegevens. Gebruik een community-ecology analysepakket voor R (zie Table of Materials) om de 10 meest abundante taxa op elk taxonomisch niveau te identificeren en te visualiseren. Taxonomische profielen werden weergegeven met staafdiagrammen, en geselecteerde taxa werden verder vergeleken tussen groepen met behulp van boxplots.
Analyse van differentiële abundantie van microbiële taxa
Taxa met differentiële abundantie tussen vooraf gedefinieerde groepen werden geïdentificeerd met behulp van linear discriminant analysis effect size (LEfSe). LEfSe integreert de Kruskal-Wallis-toets, de Wilcoxon-toets en lineaire discriminantanalyse (LDA) om taxa te identificeren die zowel statistisch significant zijn als een discriminerende waarde hebben. Taxa met een P < 0,05 en een LDA-score (log10) > 3 werden beschouwd als differentieel abundant. De relatieve abundanties van de discriminerende taxa werden gevisualiseerd met behulp van taxonomische staafdiagrammen.
Functionele voorspelling en klinische correlatieanalyse
Voorspelde functionele profielen van het darmmicrobioom werden afgeleid uit 16S rRNA-gensequencinggegevens met behulp van Tax4Fun2 en geannoteerd volgens de Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG)-database. Differentieel verrijkte voorspelde pathways werden geïdentificeerd met LEfSe, waarbij P < 0,05 en een LDA-score (log10) > 3 als drempelwaarden werden gehanteerd. Omdat deze functionele profielen waren afgeleid en niet direct waren gemeten via metagenomische of metabolomische benaderingen, werden ze geïnterpreteerd als voorspelde functionele verschillen. Een Spearman-rangcorrelatieanalyse werd uitgevoerd om associaties tussen microbiële kenmerken en klinische indicatoren te onderzoeken.
Statistische analyse
Statistische analyses werden uitgevoerd met R-software (zie Tabel met materialen). Klinische variabelen werden samengevat als medianen en bereiken (minimum–maximum). Alpha-diversiteitsindexen werden tussen groepen vergeleken met de Wilcoxon rank-somtoets, terwijl bèta-diversiteit werd beoordeeld via PERMANOVA met 999 permutaties. Differentieel abundante taxa en voorspelde functionele pathways werden geïdentificeerd met behulp van LEfSe, waarbij P < 0,05 en een LDA-score (log10) > 3 als significantiedrempels werden gehanteerd. Voor longitudinale analyse van differentiële abundantie werd een mixed-effects model met patiëntspecifieke random intercepts toegepast, gevolgd door post-hoc paarsgewijze vergelijkingen met Benjamini-Hochberg correctie voor de false discovery rate. Spearman-rangcorrelatieanalyse werd gebruikt om associaties tussen kenmerken van het darmmicrobioom en klinische indicatoren te evalueren, waarbij Benjamini–Hochberg correctie voor de false discovery rate werd toegepast op de correlatie-P-waarden. Een tweezijdige P < 0,05 werd beschouwd als statistisch significant. Correctie voor meervoudige vergelijkingen werd toegepast op de correlatie- en taxonomische abundantieanalyses. Gezien de kleine steekproefomvang en het longitudinale ontwerp met herhaalde bemonstering werden de statistische analyses als exploratief beschouwd en werden de resultaten behoedzaam geïnterpreteerd.
Resultaten
Patiëntselectie en baselinekenmerken
Zes patiënten met PD werden opgenomen in de uiteindelijke analyse, waaronder drie mannen en drie vrouwen. De mediane leeftijd was 69,0 jaar (bereik, 61–75) en de mediane bodymassindex was 2,6 kg/m2. De cohort bestond uit twee rigiditeits-dominante, twee tremor-dominante en twee gemengde klinische fenotypes. De klinische baselinekenmerken worden weergegeven in Tabel 1.
Klinische kenmerken verschilden tussen de PD-subgroepen met een hoge en lage ernst (Tabel 1). In deze explorerende cohort was de totale UPDRS-score hoger in de FB_H-groep dan in de FB_L-groep, wat consistent is met de vooraf gedefinieerde ernstclassificatie en wijst op een ernstigere algemene motorische beperking. Verschillen werden ook waargenomen in verschillende motorische en niet-motorische klinische parameters, waaronder UPDRS-subschalen, PSQI, de Wexner-constipatiescore, de ADL-schaal en NMSS. Deze bevindingen suggereren dat de vooraf gedefinieerde ernstsubgroepen niet alleen verschilden in het stadium van de motorische ziekte, maar ook in verschillende niet-motorische en functionele kenmerken.
Individuele patiënttrajecten werden gevisualiseerd met behulp van lijngrafieken voor belangrijke klinische indicatoren (Figuur 1). Zoals geïllustreerd, werd bij alle zes de patiënten na FMT een consistente dalende trend in NMSQ-, NMSS-, NPI-, PSQI-, UPDRS Total- en Wexner-scores waargenomen, ongeacht de initiële ernst van de ziekte. Opvallend was dat patiënten in de _H-groep een sterkere klinische verbetering vertoonden dan patiënten in de _L-groep, ondanks hogere baselinescores. Klinische vergelijkingen toonden consistente verschillen tussen de groepen met hoge en lage ernst. De meeste tijdstipspecifieke vergelijkingen waren significant, alle gepoolde klinische indicatoren verschilden tussen de groepen, en mixed-effects modellen bevestigden een lagere symptoomlast en een betere dagelijkse functie in de groep met lage ernst.
Bijwerkingen bij PD-patiënten na FMT
Bijwerkingen die na FMT werden vastgesteld, zijn samengevat in Tabel 2. De meest gerapporteerde verschijnselen waren flatulentie, diarree, verergerde constipatie en misselijkheid/braken, elk bij twee patiënten. Abdominale pijn werd door één patiënt gemeld. Er werd geen koorts vastgesteld en geen enkele patiënt stopte met FMT vanwege bijwerkingen. Deze bevindingen suggereren dat gastro-intestinale symptomen de meest gedocumenteerde bijwerkingen waren in deze kleine cohort; de veiligheidsresultaten moeten echter met voorzichtigheid worden geïnterpreteerd vanwege de beperkte steekproefomvang.
Voldoende diversiteitsdekking en identificatie van groepsspecifieke OTU's
Analyse van de rarefactiecurve toonde aan dat de Shannon-index geleidelijk een plateau naderde naarmate de sequencingdiepte toenam, wat suggereert dat de sequencingdiepte over het algemeen voldoende was om de microbiële diversiteit in de monsters te beoordelen (Figuur 2A). In totaal werden er 80 OTU's geïdentificeerd in alle monsters. Dit relatief lage aantal OTU's is consistent met de sequencingdiepte en de beperkte steekproefomvang in deze verkennende studie. Venn-diagramanalyse identificeerde zowel gedeelde als unieke OTU's tussen de 12 groepen (Figuur 2B). Er werden in totaal 80 OTU's gedetecteerd, waaronder 53 OTU's die door alle groepen werden gedeeld. Het aantal unieke OTU's in elke groep was als volgt: 2 in FB_H, 12 in FB_L, 4 in FP1M_H, 0 in FP1M_L, 1 in FP2M_H, 0 in FP2M_L, 4 in FP3M_H, 0 in FP3M_L, 0 in FP4M_H, 1 in FP4M_L, 1 in FP5M_H en 2 in FP5M_L. Van deze groepen had FB_L het hoogste aantal unieke OTU's, terwijl FP1M_L, FP2M_L, FP3M_L en FP4M_H geen unieke OTU's vertoonden in deze analyse. Deze bevindingen suggereren dat de PD-subgroepen een kernset van OTU's deelden, terwijl sommige groepen beperkte groepsspecifieke OTU-patronen vertoonden.
Microbiële diversiteit en voorspelde functionele profielen verschillen tussen subgroepen met verschillende PD-ernst
De alfadiversiteit was hoger in de FB_L-groep dan in de FB_H-groep, wat bleek uit verhoogde Chao1-, ACE-, Shannon- en Simpson-indices (Figuur 3A). UniFrac-gebaseerde PCoA toonde een duidelijke scheiding tussen de twee ernst-subgroepen, wat wijst op verschillen in de structuur van de microbiële gemeenschap in de darmen (Figuur 3B). Op fylumniveau vertoonde FB_L relatief hogere abundanties van Firmicutes en Actinobacteria, terwijl FB_H werd gekenmerkt door hogere abundanties van Bacteroidetes en Proteobacteria (Figuur 3C). Op genusniveau waren Bacteroides, Megasphaera en Escherichia overvloediger in FB_H, terwijl Bifidobacterium en Lactobacillus overvloediger waren in FB_L (Figuur 3D).
LEfSe-analyse identificeerde taxa geassocieerd met de ernst van de ziekte die differentieel abundant waren. Taxa gerelateerd aan Bacteroidetes/Bacteroides en Proteobacteria waren verrijkt in FB_H, terwijl taxa gerelateerd aan Bifidobacterium, Actinobacteria, Firmicutes, Clostridia en Parabacteroides verrijkt waren in FB_L (Figuur 3E). Voorspelde KEGG-pathwayanalyse toonde eveneens duidelijke functionele profielen tussen de groepen aan. FB_H was voornamelijk verrijkt in voorspelde pathways gerelateerd aan het globale metabolisme, koolhydraat- en energiemetabolisme, signaaltransductie, twee-componentensystemen en lipopolysaccharide-biosynthese. In contrast hiermee was FB_L verrijkt in voorspelde pathways gerelateerd aan de biosynthese van secundaire metabolieten, aminozuurmetabolisme, nucleotidemetabolisme, replicatie en herstel, quorum sensing, membraantransport en ABC-transporters (Figuur 3F). Deze bevindingen geven aan dat subgroepen met verschillende PD-ernst verschilden in microbiële diversiteit, taxonomische compositie en voorspeld functioneel potentieel.
Eén maand na FMT vertoonde de FP1M_H-subgroep een hogere microbiële diversiteit en duidelijk onderscheidende voorspelde functionele profielen
Vergeleken met FB_H vertoonde FP1M_H een hogere alfa-diversiteit, zoals aangegeven door verhoogde Chao1-, ACE-, Shannon- en Simpson-indices (Figuur 4A). UniFrac-gebaseerde PCoA toonde een duidelijke scheiding tussen FB_H en FP1M_H, wat wijst op een verschuiving in de structuur van de gut microbiële gemeenschap één maand na FMT (Figuur 4B). Op fylumniveau had FP1M_H relatief hogere abundanties van Firmicutes, Actinobacteria en Verrucomicrobia, terwijl FB_H hogere abundanties van Bacteroidetes en Proteobacteria vertoonde (Figuur 4C). Op genusniveau waren Bifidobacterium, Akkermansia, Enterococcus en Lactobacillus overvloediger aanwezig in FP1M_H, terwijl Bacteroides, Megasphaera en Escherichia overvloediger waren in FB_H (Figuur 4D).
LEfSe-analyse identificeerde groepsgeassocieerde taxa met een differentieel abundantieniveau. Taxa gerelateerd aan Bacteroidetes/Bacteroides waren verrijkt in FB_H, terwijl taxa gerelateerd aan Firmicutes, Actinobacteria, Clostridia, Bifidobacterium en Acidaminococcus verrijkt waren in FP1M_H (Figuur 4E). Voorspelde KEGG-pathwayanalyse toonde aan dat FB_H verrijkt was in pathways gerelateerd aan signaaltransductie, twee-componentensystemen, koolhydraatmetabolisme, lipidemetabolisme, energiemetabolisme en cofactor-/vitaminemetabolisme. In contrast hiermee was FP1M_H verrijkt in voorspelde pathways gerelateerd aan aminozuurmetabolisme, nucleotidemetabolisme, zetmeel- en sucrosemetabolisme, replicatie en herstel, translatie, biosynthese van secundaire metabolieten, quorum sensing, ABC-transporters en membraantransport (Figuur 4F). Deze bevindingen suggereren dat, binnen de subgroep met hoge ernst, FMT geassocieerd was met een toegenomen microbiële diversiteit en verschuivingen in de taxonomische samenstelling en het voorspelde functionele potentieel.
De microbiële rijkdom, taxonomische samenstelling en voorspelde functionele profielen verschilden tussen de FB_L en FP1M_L groepen
Vergeleken met FB_L vertoonde FP1M_L een hogere microbiële rijkdom, zoals blijkt uit de verhoogde Chao1- en ACE-indexen, terwijl de Shannon- en Simpson-indexen niet significant verschilden tussen de groepen (Figuur 5A). UniFrac-gebaseerde PCoA liet een duidelijke scheiding zien tussen FB_L en FP1M_L, wat wijst op verschillen in de samenstelling van de microbiële gemeenschap na FMT (Figuur 5B). Op fylumniveau vertoonde FP1M_L relatief hogere abundanties van Actinobacteria, Verrucomicrobia, Synergistetes en Euryarchaeota, terwijl Firmicutes en Bacteroidetes overvloediger waren in FB_L (Figuur 5C). Op genusniveau waren Bifidobacterium, Akkermansia en Parabacteroides overvloediger in FP1M_L, terwijl Bacteroides en Lactobacillus overvloediger waren in FB_L (Figuur 5D).
LEfSe-analyse toonde een verrijking van taxa gerelateerd aan Firmicutes, Clostridia en Ruminococcaceae aan in FB_L, terwijl taxa gerelateerd aan Bacteroidetes, Bacteroidales, Parabacteroides, Porphyromonadaceae, Synergistetes, Alistipes en Rikenellaceae verrijkt waren in FP1M_L (Figuur 5E). Voorspellende KEGG-pathwayanalyse gaf aan dat FB_L verrijkt was in pathways gerelateerd aan signaaltransductie, twee-componentensystemen, koolhydraatmetabolisme, lipidemetabolisme, amino-suiker- en nucleotidesuikermetabolisme, zetmeel- en sucrosemetabolisme en het fosfotransferasesysteem. FP1M_L was verrijkt in voorspelde pathways gerelateerd aan globale metabole pathways, aminozuurmetabolisme, translatie, biosynthese van aminozuren, biosynthese van secundaire metabolieten en genetische informatieverwerking (Figuur 5F). Deze resultaten geven aan dat, in de subgroep met lage ernst, FMT hoofdzakelijk geassocieerd was met een toegenomen microbiële rijkdom en veranderingen in de taxonomische samenstelling en het voorspelde functionele potentieel.
De microbiële diversiteit in de darm, de taxonomische samenstelling en de voorspelde functionele profielen varieerden tussen subgroepen met PD van hoge ernst op verschillende tijdstippen na FMT
Analyse van de alfa-diversiteit tussen de vijf PD-subgroepen met hoge ernst (FP1M_H tot FP5M_H) toonde variatie in microbiële rijkdom en diversiteit over de tijdspunten (Figuur 6A). Van deze subgroepen vertoonde FP2M_H de laagste Chao1-, ACE-, Shannon- en Simpson-indexen, terwijl FP1M_H, FP3M_H, FP4M_H en FP5M_H relatief hogere waarden vertoonden. Analyse van de bèta-diversiteit met behulp van gewogen en ongewogen UniFrac-afstanden onthulde scheiding tussen de vijf subgroepen in de PCoA-plots, wat wijst op verschillen in de samenstelling van de microbiële gemeenschap in de darm over de tijdspunten na FMT (Figuur 6B). Op fylum-niveau worden de 10 meest abundante taxa getoond in Figuur 6C. Bacteroidetes bleken abundanter in FP3M_H, FP4M_H en FP5M_H, terwijl Firmicutes en Actinobacteria abundanter waren in FP1M_H. Verrucomicrobia bleken relatief verrijkt in FP2M_H. Op genus-niveau was Bacteroides relatief abundanter in FP3M_H, FP4M_H en FP5M_H, terwijl Akkermansia en Escherichia abundanter waren in FP2M_H. Bifidobacterium was relatief verrijkt in FP1M_H (Figuur 6D). LEfSe-analyse identificeerde duidelijk verschillende abundante taxa over verschillende subgroepen met hoge ernst (Figuur 6E), waaronder Firmicutes-, Actinobacteria-, Bifidobacterium- en Clostridia-gerelateerde taxa in FP1M_H; Proteobacteria- en Enterobacteriaceae-gerelateerde taxa in FP2M_H; Bacteroidetes- en Bacteroides-gerelateerde taxa in FP3M_H; en Synergistetes-gerelateerde taxa in FP4M_H. Voorspelde functionele profilering op basis van KEGG-pathway-annotatie toonde subgroepspecifieke verrijkingspatronen (Figuur 6F). FP1M_H vertoonde voorspelde verrijking in zetmeel- en sucrosemetabolisme en biosynthese van andere secundaire metabolieten, FP2M_H vertoonde voorspelde verrijking in metabolisme van cofactoren en vitaminen en energiemetabolisme, en FP5M_H vertoonde voorspelde verrijking in signaaltransductie en twee-componentensystemen. Deze bevindingen suggereren dat de PD-subgroepen met hoge ernst temporele variatie vertoonden in microbiële diversiteit, taxonomische samenstelling en voorspelde functionele profielen na FMT.
De microbiële diversiteit in de darmen, de taxonomische samenstelling en de voorspelde functionele profielen varieerden tussen subgroepen met een milde vorm van PD op verschillende tijdstippen na FMT
Alpha-diversiteitsanalyse tussen de vijf PD-subgroepen met lage ernst (FP1M_L tot FP5M_L) toonde variatie in microbiële rijkdom en diversiteit over de tijdspunten (Figuur 7A). FP2M_L vertoonde relatief lagere Chao1- en ACE-indexwaarden, terwijl FP4M_L en FP5M_L relatief hogere Shannon- en Simpson-indexwaarden vertoonden, wat wijst op variatie in rijkdom en evenredigheid tussen de subgroepen met lage ernst. Beta-diversiteitsanalyse met behulp van gewogen en ongewogen UniFrac-afstanden onthulde scheiding tussen de vijf subgroepen in de PCoA-plots, wat duidt op verschillen in de samenstelling van de darmmicrobiële gemeenschap over de tijdspunten na FMT (Figuur 7B). Op fylum-niveau worden de 10 meest abundante taxa getoond in Figuur 7C. Bacteroidetes en Firmicutes waren de dominante phyla over de groepen heen, terwijl Actinobacteria en Verrucomicrobia relatief verrijkt waren in FP1M_L, en Firmicutes relatief abundante waren in FP3M_L. Op genus-niveau waren Bifidobacterium en Akkermansia relatief abundante in FP1M_L, terwijl Bacteroides relatief abundante was in FP2M_L (Figuur 7D). LEfSe-analyse identificeerde subgroep-geassocieerde differentieel abundante taxa in verschillende subgroepen met lage ernst (Figuur 7E), waaronder taxa gerelateerd aan Ruminococcaceae in FP1M_L, taxa gerelateerd aan Firmicutes en Clostridiales in FP2M_L, taxa gerelateerd aan Synergistetes in FP3M_L, en taxa gerelateerd aan Bacteroidetes, Parabacteroides, Actinobacteria en Bifidobacterium in FP4M_L. Voorspelde functionele profilering op basis van KEGG-pathway-annotatie toonde subgroep-specifieke verrijkingspatronen (Figuur 7F). FP1M_L vertoonde voorspelde verrijking in de biosynthese van secundaire metabolieten, FP2M_L vertoonde voorspelde verrijking in pathways gerelateerd aan signaaltransductie, twee-componentensystemen, verwerking van milieu-informatie, cellulaire gemeenschap-prokaryoten en koolhydraatmetabolisme, FP3M_L vertoonde voorspelde verrijking in membraantransport, quorum sensing, replicatie en reparatie, en het fosfotransferasesysteem, FP4M_L vertoonde voorspelde verrijking in genetische informatieverwerking, en FP5M_L vertoonde voorspelde verrijking in metabolisme en metabole pathways. Deze bevindingen suggereren dat de PD-subgroepen met lage ernst een temporele variatie vertoonden in microbiële diversiteit, taxonomische samenstelling en voorspelde functionele profielen na FMT.
Associaties tussen specifieke OTU's en klinische indicatoren bij PD
Om de associaties tussen veranderingen in het darmmicrobioom en klinische kenmerken bij PD te onderzoeken, werden de top 50 correlaties tussen OTU en klinische parameters gevisualiseerd na toepassing van correctie voor meervoudige vergelijkingen, wat overeenkwam met 23 unieke OTU's (Figuur 8). Verschillende OTU's vertoonden vergelijkbare correlatiepatronen over meerdere klinische indicatoren. Zo vertoonden OTU165, OTU67, OTU230, OTU154, OTU72 en verscheidene andere OTU's positieve correlaties met de Wexner-score, het Hoehn–Yahr-stadium, de PSQI en meerdere UPDRS-gerelateerde maten, terwijl ze negatieve correlaties vertoonden met de ADL-schaal en de NPI. In tegenstelling hiermee vertoonden OTU10 (Parabacteroides) en OTU45 (Fusobacterium) een tegenovergesteld correlatiepatroon voor verschillende klinische variabelen. OTU165, die op fylum-niveau werd geannoteerd als Firmicutes, vertoonde positieve correlaties met de ernst van constipatie, het ziektestadium, slaapstoornissen en verschillende UPDRS-componenten, terwijl het negatieve correlaties vertoonde met de ADL-schaal en de NPI. Op dezelfde wijze was OTU67 (Porphyromonadaceae) ook gecorreleerd met verschillende motorische en niet-motorische klinische indicatoren. Over het algemeen suggereren deze bevindingen dat specifieke OTU's geassocieerd waren met meerdere klinische maten bij PD, hoewel deze correlaties met voorzichtigheid moeten worden geïnterpreteerd en moeten worden beschouwd als hypothese-genererend in plaats van als bewijs voor causaliteit.
DATABESCHIKBAARHEID:
Aanvullende materialen voor deze studie zijn beschikbaar via DOI: https://doi.org/10.5281/zenodo.2162075.
Figuur 1Longitudinale veranderingen in klinische scores na fecale microbiotatransplantatie bij patiënten met PD. Lijngrafieken tonen veranderingen in de NMSQ-, NMSS-, NPI-, PSQI-, UPDRS-totaal- en Wexner-constipatiescores vanaf de nullijn vóór FMT (FB) tot 1, 2, 3, 4 en 5 maanden na FMT (FP1M–FP5M) in de groep met hoge ernst (H) en de groep met lage ernst (L). Gegevenspunten vertegenwoordigen samenvattende waarden op groepsniveau en foutenbalken geven de bijbehorende variabiliteit/het bereik aan. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Figuur 2Rarefactiecurves en OTU-vergelijking tussen groepen. (A) Shannon-rarefactiecurven die de relatie tussen sequencingdiepte en microbiële diversiteit tonen. De x-as representeert de sequencingdiepte en de y-as representeert de Shannon-diversiteitsindex. Het geleidelijke plateau van de curven suggereert dat de sequencingdiepte over het algemeen voldoende was voor de beoordeling van de diversiteit. (B) Venn-diagram dat de gedeelde en unieke OTU's tussen de 12 groepen laat zien. Het getal in het midden staat voor de OTU's die door alle groepen worden gedeeld, terwijl de getallen in de buitenste regio's de OTU's vertegenwoordigen die uniek zijn voor elke groep. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Figuur 3Microbiële diversiteit, taxonomische compositie en voorspelde functionele verschillen tussen de FB_H- en FB_L-groepen. (A) Alpha-diversiteitsanalyse op basis van de Chao1-, ACE-, Shannon- en Simpson-indices. (B) Principale coördinatenanalyse (PCoA) op basis van gewogen en ongewogen UniFrac-afstanden. (C,D) Relatieve abundantie van de top 10 darmmicrobiële taxa op fylum-niveau (C) en genus (D) niveaus, weergegeven door gestapelde staafdiagrammen en boxplots. (E) LEfSe-analyse die de differentieel abundante taxa tussen de FB_H- en FB_L-groepen laat zien. (F) LEfSe-analyse van voorspelde KEGG-functionele pathways. Positieve en negatieve LDA-scores geven aan welke pathways verrijkt zijn in verschillende groepen. *P < 0.05, **P < 0.01, ***P < 0.001. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Figuur 4Microbiële diversiteit, taxonomische compositie en voorspelde functionele verschillen tussen de groepen FP1M_H en FB_H. (A) Alpha-diversiteitsanalyse op basis van de Chao1-, ACE-, Shannon- en Simpson-indexen. (B) Principale coördinatenanalyse (PCoA) op basis van gewogen en ongewogen UniFrac-afstanden. (C,D) Relatieve abundantie van de top 10 darmmicrobiële taxa op phylum-niveau (C) en genus (D) niveaus, weergegeven door gestapelde staafdiagrammen en boxplots. (E) LEfSe-analyse die differentieel abundante taxa laat zien tussen de groepen FP1M_H en FB_H. (F) LEfSe-analyse van voorspelde KEGG-functionele pathways. Positieve en negatieve LDA-scores geven pathways aan die verrijkt zijn in verschillende groepen. *P < 0.05, **P < 0.01, ***P < 0.001. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Figuur 5Microbiële en functionele verschillen tussen de FB_L- en FP1M_L-groepen. (A) Alpha-diversiteitsanalyse van de groepen FB_L en FP1M_L. (B) Beta-diversiteitsanalyse van de FB_L- en FP1M_L-groepen. (C,D) Relatieve abundantie van darmmicrobiële taxa in de FB_L en FP1M_L groepen op fylum-niveau (C) en geslacht (D) niveaus. (E) Vergelijkende analyse van soortverschillen tussen de FB_L- en FP1M_L-groepen. (F) Voorspelde microbiële functies in de FB_L- en FP1M_L-groepen. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Figuur 6Microbiële diversiteit, taxonomische compositie en voorspelde functionele verschillen tussen de groepen FP1M_H, FP2M_H, FP3M_H, FP4M_H en FP5M_H. (A) Alpha-diversiteitsanalyse op basis van de Chao1-, ACE-, Shannon- en Simpson-indices. (B) Principale coördinatenanalyse (PCoA) op basis van gewogen en ongewogen UniFrac-afstanden. (C,D) Relatieve abundantie van de top 10 darmmicrobiële taxa op fylumniveau (C) en genusniveau (D), weergegeven door gestapelde staafdiagrammen en boxplots. (E) LEfSe-analyse die taxa met differentiële abundantie toont tussen de vijf subgroepen met een hoge ernst na FMT. (F) LEfSe-analyse van voorspelde KEGG-functionele pathways. Positieve LDA-scores duiden op pathways die verrijkt zijn in de overeenkomstige groepen. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Figuur 7Microbiële diversiteit, taxonomische samenstelling en voorspelde functionele verschillen tussen de groepen FP1M_L, FP2M_L, FP3M_L, FP4M_L en FP5M_L. (A) Alpha-diversiteitsanalyse op basis van de Chao1-, ACE-, Shannon- en Simpson-indexen. (B) Principal coordinate analyse (PCoA) op basis van gewogen en ongewogen UniFrac-afstanden. (C,D) Relatieve abundantie van de top 10 darmmicrobiële taxa op fylum-niveau (C) en geslacht (D) niveaus, weergegeven door gestapelde staafdiagrammen en boxplots. (E) LEfSe-analyse die taxa toont met een differentiële abundantie tussen de vijf post-FMT-subgroepen met lage ernst. (F) LEfSe-analyse van voorspelde KEGG-functionele pathways. Positieve LDA-scores duiden op pathways die verrijkt zijn in de overeenkomstige groepen. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Figuur 8Spearman-correlatieanalyse tussen OTU's en klinische indicatoren. Rijen vertegenwoordigen OTU's en kolommen vertegenwoordigen klinische kenmerken. Elke cel toont de Spearman-correlatiecoëfficiënt tussen een specifieke OTU en een klinische indicator. Rood geeft een positieve correlatie aan en blauw een negatieve correlatie, waarbij de kleurintensiteit de sterkte van de associatie weerspiegelt. Numerieke waarden in de cellen representeren correlatiecoëfficiënten. *P < 0.05, **P < 0.01, ***P < 0,01; ns, niet significant. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
| Patiënt | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| Geslacht (V/M) | M | F | M | F | M | F |
| Leeftijd (jaren) | 65 | 72 | 68 | 75 | 61 | 70 |
| BMI | 23.5 | 21.8 | 24.2 | 20.5 | 22.1 | 23 |
| PD-subtype | Stijfheid | Tremor | Hybride | Stijfheid | Tremor | Hybride |
| Ziekteverloop | 5 | 8 | 6 | 10 | 3 | 7 |
| Wexner-score | 12 | 15 | 10 | 18 | 8 | 13 |
| UPDRS totaal | 45 | 61 | 49 | 72 | 36 | 55 |
| totaal NMSS | 45 | 62 | 50 | 70 | 38 | 55 |
| NMSQ | 10 | 14 | 11 | 16 | 8 | 12 |
| PSQI | 8 | 11 | 9 | 13 | 6 | 10 |
| ADL (activiteiten van het dagelijks leven) | 90 | 75 | 85 | 70 | 95 | 65 |
| NPI | 5 | 9 | 6 | 12 | 3 | 7 |
| Duur van de constipatie | 4 | 7 | 5 | 9 | 2 | 6 |
| LEDD (mg/dag) | 600 | 800 | 700 | 900 | 400 | 750 |
| Gebruik van laxantia | Nee | Intermitterend gebruik | Nee | Langdurig gebruik | Nee | Intermitterend gebruik |
| Gebruik van probiotica | Nee | Ja | Nee | Ja | Nee | Nee |
| Antibioticagebruik | Nee | Nee | Ja | Nee | Nee | Nee |
| Hoehn–Yahr-stadium | 2 | 3 | 2.5 | 3.5 | 1.5 | 3 |
| Ernstigheidsgroep | laag | hoog | laag | hoog | laag | hoog |
Tabel 1: Basislijn demografische en klinische kenmerken van patiënten met de ziekte van Parkinson, gestratificeerd naar ziekteduur. Patiënten werden ingedeeld in de groep met een lange duur (>6 jaar; FB_H) of de groep met een korte duur (≤6 jaar; FB_L). Gegevens dienen te worden gepresenteerd als mediaan (bereik) voor continue variabelen en aantal (%) voor categorische variabelen, indien van toepassing. Afkortingen: ADL, Activities of Daily Living; BMI, body mass index; NMSS, Non-Motor Symptoms Scale; NMSQ, Non-Motor Symptoms Questionnaire; NPI, Neuropsychiatric Inventory; PD, ziekte van Parkinson; PSQI, Pittsburgh Sleep Quality Index; UPDRS, Unified Parkinson’s Disease Rating Scale.
| Bijwerkingen | Patiënten (n, %) |
| Winderigheid | 2 (33.3%) |
| Buikpijn | 1 (16.7%) |
| Diarree | 2 (33.3%) |
| Erger wordende constipatie | 2 (33.3%) |
| Koorts | 0 |
| Misselijkheid/braken | 2 (33.3%) |
| Beëindiging van FMT vanwege bijwerkingen | 0 |
Tabel 2: Bijwerkingen na fecale microbiota transplantatie bij patiënten met de ziekte van Parkinson. De tabel geeft het aantal en het percentage patiënten weer die elke bijwerking ervoeren tijdens de follow-up na fecale microbiota transplantatie. Er werd geen koorts of stopzetting van de behandeling als gevolg van bijwerkingen gerapporteerd. Afkortingen: FMT, fecale microbiota transplantatie; PD, ziekte van Parkinson.
Aanvullende figuur 1: Deelnemerselectie en patiëntenstroom. Stroomdiagram van het screeningsproces van de monsters voor patiënten met de ziekte van Parkinson die FMT ondergaan en deelnemen aan 16S rRNA-sequencing. n staat voor het aantal deelnemers.Klik hier om dit bestand te downloaden.
Discussie
FMT is een microbiota-gebaseerde interventie waarbij fecale microbiota van een gezonde donor naar de darm van de ontvanger wordt overgebracht om de intestinale microbiële balans te herstellen14. Toenemend bewijs suggereert dat de darmmicrobiota een belangrijke rol speelt bij het handhaven van de homeostase van het zenuwstelsel15. Bewijs uit de bidirectionele darm-hersen-as geeft aan dat de darmmicrobiota invloed kan hebben op ontstekingen van het centrale zenuwstelsel, het neurotransmittermetabolisme en gedragsreacties bij PD16,17. Microbiota-transplantatie heeft daarom aandacht getrokken als een potentiële interventie, hoewel de klinische toepassing bij neuropsychiatrische en neurodegeneratieve aandoeningen nog verkennend is18. Deze retrospectieve observationele enkelcentrische studie evalueerde klinische uitkomsten, veiligheid en verkennende profielen van de darmmicrobiota bij patiënten met PD die een fecale microbiota-transplantatie (FMT) ondergingen in de routinematige klinische praktijk. We observeerden verschillen in microbiële rijkdom, diversiteit, gemeenschapsstructuur en voorspelde functionele profielen van de darmen tussen subgroepen met verschillende PD-ernst en op tijdstippen na FMT. Deze bevindingen suggereren dat darmmicrobiële profielen kunnen variëren met de ernst van de ziekte en dynamisch kunnen veranderen na een FMT-interventie. Daarom moeten deze resultaten uitsluitend worden beschouwd als hypothesevormend en vereisen zij validatie in grotere studies met voldoende statistische power.
Obstipatie is een van de meest voorkomende en belastende niet-motorische symptomen bij PD19. Obstipatie kan de kwaliteit van leven verminderen, de behoefte aan laxantia verhogen en de absorptie van dopaminerge medicatie belemmeren. In de huidige cohort namen de Wexner-obstipatiescores na FMT af in beide analytische subgroepen, hoewel de omvang en persistentie van de verbetering verschilden over de follow-up tijdspunten. Dit patroon suggereert een temporeel verband tussen FMT en de verbetering van de darmklachten.
We observeerden ook veranderingen in verschillende motorische en niet-motorische klinische maten, waaronder de NMSS, PSQI, UPDRS III en de totale UPDRS-scores. Deze bevindingen zijn opmerkelijk omdat PD een multisysteemziekte is waarbij gastro-intestinale dysfunctie, slaapstoornissen, autonome symptomen, neuropsychiatrische symptomen en motorische beperkingen vaak gelijktijdig voorkomen. Een mogelijke verklaring is dat modulatie van het darmmicrobioom invloed kan hebben op de gastro-intestinale motiliteit, systemische inflammatie, de integriteit van de darmbarrière, microbiële metabolieten en signalering langs de microbiota-darm-hersenas. Desalniettemin worden motorische en niet-motorische scores bij PD beïnvloed door meerdere factoren, waaronder het ziektestadium, dopaminerge therapie, slaapkwaliteit, stemming, autonome dysfunctie, revalidatiestatus en dagelijkse activiteit. Daarom moeten de veranderingen in de UPDRS, NMSS, PSQI en ADL-gerelateerde maten worden geïnterpreteerd als verkennende klinische observaties.
Onze bevindingen zijn grotendeels consistent met eerdere studies die de darmmicrobiota koppelen aan klinische heterogeniteit gerelateerd aan PD. Een recente studie rapporteerde dat fecale microbiota transplantatie van gezonde donoren de motorische en niet-motorische symptomen bij patiënten met de ziekte van Parkinson kon verbeteren, vergezeld van veranderingen in de samenstelling van de darmmicrobiota en functionele pathways13,20. Hoewel impulsbeheersingsstoornissen in een eerdere studie geen significante invloed hadden op de α- en β-diversiteit bij PD-patiënten, waren specifieke microbiële taxa verrijkt bij patiënten met impulsbeheersingsstoornissen en vertoonden deze potentiële functionele verschillen in pathways zoals xenobiotische degradatie en niacine-metabolisme21. Een andere studie rapporteerde dat PD-patiënten met angst een veranderde samenstelling van de darmmicrobiota en β-diversiteit vertoonden, wat de mogelijke associatie tussen darmflora en PD-gerelateerde niet-motorische symptomen verder ondersteunt22. In deze studie verschilden de microbiële diversiteit en samenstelling tussen subgroepen met een hoge en lage ernst, en verschillende post-FMT subgroepen vertoonden duidelijke microbiële patronen. Deze resultaten ondersteunen de mogelijkheid dat de darmmicrobiota betrokken kan zijn bij de multidimensionale klinische manifestaties van PD, hoewel causale relaties nog bevestigd moeten worden.
Verschillende taxa die in deze studie zijn geïdentificeerd, kunnen biologisch relevant zijn voor PD-gerelateerde veranderingen in het darmmicrobioom. Bepaalde bacteriën kunnen de pathofysiologie van PD beïnvloeden via immuun- en metabole routes23. Firmicutes is een van de belangrijkste Gram-positieve bacteriële phyla in de menselijke darm en bevat leden die betrokken zijn bij de productie van kortketenige vetzuren en het behoud van de darmbarrière24. In deze studie was OTU165, op phylum-niveau geannoteerd als Firmicutes, een van de OTU's die het meest frequent geassocieerd waren met klinische variabelen. Echter, brede taxonomische groepen zoals Firmicutes bevatten functioneel diverse leden, en hun biologische interpretatie moet met voorzichtigheid worden benaderd. Fecale metagenomische analyse heeft aangetoond dat Lactobacillus en de bijbehorende microbiële epitopen uit het phylum Firmicutes verrijkt zijn bij PD-patiënten en geassocieerd zijn met ontstekingsmarkers en metabole routes zoals propionaatfermentatie25.Bifidobacterium is een bacterieel genus met potentiële anti-inflammatoire eigenschappen en kan bijdragen aan de regulatie van het darmmicrobioom, terwijl Bacteroides een belangrijk commensaal genus is waarvan dysbiose is geassocieerd met een verslechterde functie van de darmbarrière en verhoogde ontstekingsreacties26,27. In de huidige studie was Bacteroides relatief overvloediger in FP2M_L, terwijl Bifidobacterium relatief overvloediger was in FP1M_L. In een ratmodel van PD verbeterde supplementatie met Bifidobacterium breve Bif11 de motorische en cognitieve beperkingen, verminderde ontstekingsfactoren en oxidatieve stress in het middenhersenen, en herstelde het gehalte aan kortketenige vetzuren en de functie van de darmbarrière28. Eerdere studies hebben ook een veranderde abundantie van Bacteroides gerapporteerd bij PD-patiënten, vergezeld van veranderingen in het metabolisme van precursoren van kortketenige vetzuren en associaties met de ernst van de ziekte29. Deze bevindingen wijzen erop dat de taxa die in deze studie zijn waargenomen een potentiële biologische betekenis kunnen hebben, maar taxonomische analyse met een hogere resolutie en functionele validatie zijn noodzakelijk.
Functionele voorspellingsanalyse suggereerde dat verschillende PD-subgroepen verschillende voorspelde KEGG-pathway-verrijkingspatronen vertoonden. De FB_H-groep vertoonde voorspelde verrijking in pathways zoals koolhydraatmetabolisme, oxidatieve fosforylering, microbiële stofwisseling in diverse omgevingen en lipopolysaccharide-gerelateerde processen, wat mogelijk wijst op een veranderd microbiële metabool potentieel in de groep met een hoge ernst. Oxidatieve fosforylering is een belangrijk proces waarmee mitochondriën energie genereren en de normale neuronale functie in stand houden30. Verstoring van de oxidatieve fosforylering kan leiden tot energietekort, oxidatieve stress en neuroinflammatie, welke geïmpliceerd zijn bij depressie en PD31. Studies hebben gesuggereerd dat het darmmicrobioom mitochondriële dysfunctie kan beïnvloeden door de synthese van neurotransmitters, mitofagie en de homeostase van oxidatieve stress te reguleren32. PD-geassocieerde genen kunnen mogelijk ook de functie van mitochondrieel complex I belemmeren, de ATP-productie verminderen en de progressie van de ziekte verergeren door de Akt-pathway te verstoren33. Daarnaast kan lipopolysaccharide (LPS), een belangrijk onderdeel van Gram-negatieve bacteriën, neuroinflammatoire reacties triggeren, en dierstudies hebben aangetoond dat blootstelling aan LPS microglia kan activeren, de afgifte van inflammatoire factoren kan bevorderen, neurale structuren kan beschadigen en Parkinson-achtige gedragsveranderingen kan induceren34. In deze studie vertoonden sommige subgroepen met een lage ernst en post-FMT ook voorspelde verrijking in pathways gerelateerd aan aminozuurmetabolisme, biosynthese van secundaire metabolieten, membraantransport, replicatie en herstel, en korteketenvetzuur-gerelateerd metabolisme. Omdat deze pathway-resultaten echter zijn afgeleid van 16S rRNA-sequencing in plaats van direct zijn gemeten via metagenomische of metabolomische benaderingen, moeten ze als exploratief worden beschouwd.
Deze studie evalueerde ook associaties tussen kenmerken van het darmmicrobioom en klinische indicatoren die motorische en niet-motorische symptomen bij PD weerspiegelen. De Wexner-score weerspiegelt de defecatiefunctie; het Hoehn–Yahr-stadium en de UPDRS beoordelen de ernst van de motorische beperking; PSQI en ADL meten respectievelijk de slaapkwaliteit en het dagelijks functionele vermogen; en de NPI beoordeelt neuropsychiatrische symptomen zoals angst en depressie35,36,37. Verschillende OTU's waren geassocieerd met klinische schalen gerelateerd aan constipatie, slaapstoornissen, motorische beperking, functionele status en neuropsychiatrische symptomen. Eerdere gerandomiseerde gecontroleerde studies hebben gerapporteerd dat FMT de autonome functie en gastro-intestinale symptomen bij PD-patiënten kan verbeteren en de complexiteit van het darmmicrobioom kan verhogen, wat suggereert dat FMT een haalbare adjuvante interventie zou kunnen zijn38. Een andere studie vond ook dat de diversiteit van het darmmicrobioom was veranderd bij PD-patiënten, waarbij Firmicutes en Actinobacteria positief correleerden met UPDRS III, NMSS, Wexner en scores van de 39-item Parkinson’s Disease Questionnaire PDQ-39, terwijl Bacteroidetes negatieve correlaties vertoonden met deze indicatoren39. Desalniettemin vestigen de correlaties waargenomen in de huidige studie geen causaliteit vast, en de richting van deze associaties moet voorzichtig worden geïnterpreteerd.
Veiligheid is een essentiële overweging bij het evalueren van FMT voor neurodegeneratieve ziekten. In deze cohort waren de gerapporteerde bijwerkingen voornamelijk gastro-intestinaal, waaronder flatulentie, diarree, verergerde constipatie, misselijkheid/braken en buikpijn. Er werd geen koorts vastgesteld en geen enkele patiënt stopte met FMT vanwege bijwerkingen. Deze bevindingen suggereren dat FMT over het algemeen goed werd getolereerd in deze kleine cohort. De veiligheidsbeoordeling was echter gebaseerd op retrospectieve klinische dossiers en een beperkt aantal patiënten. Zeldzame maar klinisch belangrijke complicaties, waaronder infecties, aspiratie, transmissie van pathogenen afkomstig van de donor, metabole complicaties en vertraagde bijwerkingen, kunnen niet worden uitgesloten. Toekomstige prospectieve studies zouden gestandaardiseerde definities van bijwerkingen, actieve veiligheidssurveillance, documentatie van donor-screening en langdurige follow-up moeten bevatten.
Er moeten verschillende beperkingen worden erkend, waaronder de kleine steekproefomvang (n = 6), het ontbreken van een controlegroep, een design met herhaalde metingen met potentieel voor pseudoreplicatie en regressie naar het gemiddelde, en onvolledige documentatie van potentiële confounders zoals dieet, behandelingen tegen constipatie, medicatieaanpassingen en het gebruik van antibiotica of probiotica; hoewel deelnemers werden geadviseerd dat laatste te vermijden, kunnen ongedocumenteerde blootstellingen niet worden uitgesloten en kunnen deze de darmmicrobiota hebben beïnvloed. Daarnaast werd de familiegeschiedenis van de ziekte van Parkinson of andere neurologische aandoeningen niet systematisch geregistreerd, waardoor beoordeling van genetische of familiale bijdragen niet mogelijk was. Functionele voorspellingen waren gebaseerd op 16S rRNA-gegevens in plaats van directe metagenomische of metabolomische metingen, en verschillende OTU's werden slechts op brede taxonomische niveaus geannoteerd, wat de biologische interpreteerbaarheid beperkt. Deze beperkingen rechtvaardigen een voorzichtige interpretatie van deze bevindingen.
Niettemin suggereert deze verkennende studie dat FMT geassocieerd was met veranderingen in obstipatie-gerelateerde symptomen, geselecteerde motorische en niet-motorische klinische scores, gastro-intestinale bijwerkingen en verkennende microbiota-profielen van de darm bij patiënten met PD. De bevindingen leveren preliminair praktijkbewijs en ondersteunen verder onderzoek naar microbiota-gerichte interventies bij PD met obstipatie. Gezien de kleine steekproefomvang, het retrospectieve ontwerp, de structuur met herhaalde metingen en de afwezigheid van een controlegroep, moeten de resultaten echter met voorzichtigheid worden geïnterpreteerd. Prospectieve gecontroleerde studies met gestandaardiseerde FMT-protocollen, vooraf gedefinieerde klinische eindpunten, strikte veiligheidsmonitoring en geïntegreerde multi-omics analyses zijn nodig om de klinische waarde, veiligheid en biologische mechanismen van FMT bij PD te verduidelijken.
Openbaarmakingen
Belangenverstrengeling: De auteurs verklaren dat er geen belangenverstrengeling is.
Dankbetuigingen
Wij spreken onze dank uit tot alle collega's die hebben bijgedragen aan en steun hebben verleend aan dit onderzoek. Hun samenwerking en aanmoediging zijn van onschatbare waarde geweest voor ons werk.
financiering: Dit onderzoek werd gefinancierd door het Jiangsu Provincial Key Program for Elderly Health (LKZ2022004).
Materialen
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| MiSeq-systeem | Illumina, Inc. | SY-410-1003 | Benchtop short-read sequencingplatform gebruikt voor 16S rRNA V3–V4-ampliconsequenering met 2 × 300 bp paired-end chemie. |
| Metagenome@KIN | World Fusion Co., Ltd. | v2.2.1; https://www.w-fusion.com/metagenome | Commerciële software gebruikt voor 16S rRNA taxonomische toewijzing en analyse van microbiële gemeenschappen. |
| Microbiële Identificatiedatabase (bacterieel) | TechnoSuruga Laboratory Co., Ltd. | DB-BA, database v10.0; https://www.tecsrg.co.jp/services/enki/ | Bacteriële 16S rDNA-referentiedatabase gebruikt voor microbiële identificatie. |
| 341F primer | BGI Genomics Co., Ltd. | Aangepast oligonucleotide; geen catalogusnummer | Forward primer-sequentie: 5′-CCTACGGGNGGCWGCAG-3′. |
| 805R-primer | BGI Genomics Co., Ltd. | Aangepast oligonucleotide; geen catalogusnummer | Reverse primer-sequentie: 5′-GACTACHVGGGTATCTAATCC-3′. |
| 16S rRNA-gensequenceringsservice | BGI Genomics Co., Ltd. (Wuhan, China) | https://www.bgi.com/us/sequencing-services/rna-sequencing-solutions/16s18s-its-sequencing/ 16S, 18S en ITS-sequencing Het analyseren van de microbiële gemeenschap is essentieel voor het begrijpen van diverse biologische processen, van menselijke gezondheid en ziekte tot landbouw en ecologie. 16S, 18S en ITS-sequencing zijn krachtige methoden voor het identificeren van micro-organismen en het analyseren van hun samenstelling in complexe monsters. Wat is 16S, 18S en ITS-sequencing? 16S, 18S en ITS-sequencing zijn methoden voor metagenomische analyse die gebruikmaken van specifieke hypervariabele regio's in ribosomaal RNA (rRNA) om micro-organismen te identificeren en te classificeren. 16S rRNA-sequencing: Gericht op het 16S rRNA-gen, dat aanwezig is in alle bacteriën en archaea. Het bevat geconserveerde regio's (voor universele primers) en hypervariabele regio's (V1-V9), die fungeren als "vingerafdrukken" voor het onderscheid tussen verschillende taxa. 18S rRNA-sequencing: Analoog aan 16S, maar gericht op het 18S rRNA-gen in eukaryoten, zoals schimmels, protisten en dieren. Dit wordt gebruikt voor het profileren van eukaryote microbiomen. ITS-sequencing (Internal Transcribed Spacer): De ITS-regio's (ITS1 en ITS2) bevinden zich tussen de ribosomale RNA-genen. Omdat deze regio's minder geconserveerd zijn dan de rRNA-genen, bieden ze een hogere resolutie voor de identificatie van schimmels en gistsoorten op soortniveau. Toepassingen 16S, 18S en ITS-sequencing worden breed toegepast in verschillende vakgebieden: Microbioomonderzoek: Analyse van de microbiota in de menselijke darm, huid, mond of in bodem- en watermonsters om de impact op de gastheer of het milieu te bestuderen. Ziekteverwekkeridentificatie: Snelle identificatie van onbekende of onkweekbare bacteriën en schimmels in klinische monsters. Ecologische monitoring: Bestuderen van de biodiversiteit en verschuivingen in microbiële gemeenschappen onder invloed van omgevingsfactoren. Landbouw en veeteelt: Optimalisatie van gewasopbrengsten en diergezondheid door analyse van rhizosfeer- en darmmicrobiota. Voordelen van BGI's 16S, 18S en ITS-sequencing Geavanceerde sequencing-technologie: Wij maken gebruik van high-throughput sequencing-platforms om een diepe en nauwkeurige analyse van de microbiële samenstelling te garanderen. Geoptimaliseerde primers: Wij bieden een breed scala aan universele en specifieke primers voor verschillende hypervariabele regio's om de maximale dekking en nauwkeurigheid te waarborgen. Complete workflow: Van monsterontvangst en DNA/RNA-extractie tot library-preparatie, sequencing en bio-informatische analyse. Professionele bio-informatica: Inclusief kwaliteitscontrole, taxonomische classificatie (met gebruik van databases zoals SILVA, Greengenes en UNITE) en statistische analyses van de gemeenschapsstructuur (zoals alpha- en bèta-diversiteit). Hoge gevoeligheid en precisie: In staat om zelfs zeldzame taxa in complexe microbiële gemeenschappen te detecteren. | Commerciële sequencingprovider; heeft de library-preparatie, sequencing en initiële kwaliteitscontrole uitgevoerd. |
| Eppendorf Safe-Lock microcentrifugebuisjes, Biopur, 1,5 mL | Eppendorf SE | '0030121589 | Steriele polypropyleen buisjes gebruikt voor het aliquoteren van fecale monsters voor bewaring bij −80 °C. |
| LEfSe | Segata Lab/bioBakery | v1.1.2; https://github.com/SegataLab/lefse | Software voor lineaire discriminantanalyse van effectgrootte die is gebruikt om differentieel abundante taxa en voorspelde pathways te identificeren. |
| Tax4Fun2 | Tax4Fun2-ontwikkelteam | v1.1.5; https://github.com/fjossandon/Tax4Fun2 | R-pakket gebruikt om functionele profielen uit de Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes af te leiden uit 16S rRNA-gegevens. |
| microeco R-pakket | Chi Liu en medewerkers | v1.15.0; https://cran.r-project.org/package=microeco | Pakket voor community-ecologische analyse en visualisatie voor analyses van microbiële abundantie en diversiteit. |
| R-software | R Foundation for Statistical Computing | Versie niet vermeld; https://www.r-project.org/ | Statistische computeromgeving gebruikt voor klinische analyses en microbioomanalyses; de exacte versie dient door de auteurs te worden bevestigd. |
| GenFMTer geautomatiseerd systeem voor purificatie van fecale microbiota | Nanjing FMT Medical Co., Ltd. | Model: GenFMTer; https://en.fmtmed.com/ | Geautomatiseerd systeem gebruikt voor gestandaardiseerde centrifugatie, wassing en preparatie van de fecale microbiota-suspensie. |
Referenties
- Masuda T, Egawa K, Takeshita Y, Tanaka K. Parkinson's disease bradykinesia, forward posture, and drug-induced Pisa syndrome alleviated with traditional Japanese acupuncture: a case report. Cureus. 2024;16(10):e70860. doi:10.7759/cureus.70860.
- Boyd RJ, Avramopoulos D, Jantzie LL, McCallion AS. Neuroinflammation represents a common theme amongst genetic and environmental risk factors for Alzheimer and Parkinson diseases. J Neuroinflammation. 2022;19(1):223. doi:10.1186/s12974-022-02584-x.
- Zhong QQ, Zhu F. Trends in prevalence cases and disability-adjusted life-years of Parkinson's disease: findings from the Global Burden of Disease Study 2019. Neuroepidemiology. 2022;56(4):261–70.
- Albin RL, Brissenden JA, Lee TG, Leventhal DK. Striatal dopamine actions and movement: inferences from Parkinson disease. J Neurosci. 2025;45(24):e0022252025. doi:10.1523/JNEUROSCI.0022-25.2025.
- Panwar S, Sharma S, Tripathi P. Role of barrier integrity and dysfunctions in maintaining the healthy gut and their health outcomes. Front Physiol. 2021;12:715611. doi:10.3389/fphys.2021.715611.
- Minkoff NZ, et al. Fecal microbiota transplantation for the treatment of recurrent Clostridioides difficile (Clostridium difficile.). Cochrane Database Syst Rev. 2023;4(4):CD013871. doi:10.1002/14651858.CD013871.pub2.
- Wang M, et al. Influence of the gut microbiota, metabolism and environment on neuropsychiatric disorders. Curr Rev Clin Exp Pharmacol. 2025;20(4):334–48.
- Ojeda J, Ávila A, Vidal PM. Gut microbiota interaction with the central nervous system throughout life. J Clin Med. 2021;10(6):1299. doi:10.3390/jcm10061299.
- Lobo B, et al. The stressed gut: region-specific immune and neuroplasticity changes in response to chronic psychosocial stress. J Neurogastroenterol Motil. 2023;29(1):72–84.
- Jang HM, et al. Transplantation of fecal microbiota from patients with inflammatory bowel disease and depression alters immune response and behavior in recipient mice. Sci Rep. 2021;11(1):20406. doi:10.1038/s41598-021-00088-x.
- Segal A, et al. Fecal microbiota transplant as a potential treatment for Parkinson's disease—a case series. Clin Neurol Neurosurg. 2021;207:106791. doi:10.1016/j.clineuro.2021.106791.
- Scheperjans F, et al. Fecal microbiota transplantation for treatment of Parkinson disease: a randomized clinical trial. JAMA Neurol. 2024;81(9):925–38.
- Zhang H, et al. Pilot clinical trial of fecal microbiota transplantation for constipation in Parkinson's disease. J Microbiol Biotechnol. 2025;35:e2509029. doi:10.4014/jmb.2509.09029.
- Danne C, Rolhion N, Sokol H. Recipient factors in faecal microbiota transplantation: one stool does not fit all. Nat Rev Gastroenterol Hepatol. 2021;18(7):503–13.
- Su X, Gao Y, Yang R. Gut microbiota-derived tryptophan metabolites maintain gut and systemic homeostasis. Cells. 2022;11(15):2296. doi:10.3390/cells11152296.
- Góralczyk-Bińkowska A, Szmajda-Krygier D, Kozłowska E. The microbiota–gut–brain axis in psychiatric disorders. Int J Mol Sci. 2022;23(19):11245. doi:10.3390/ijms231911245.
- Chen M, et al. Neurotransmitter and intestinal interactions: focus on the microbiota–gut–brain axis in irritable bowel syndrome. Front Endocrinol (Lausanne). 2022;13:817100. doi:10.3389/fendo.2022.817100.
- Zheng L, Ji YY, Wen XL, Duan SL. Fecal microbiota transplantation in metabolic diseases: current status and perspectives. World J Gastroenterol. 2022;28(23):2546–60.
- Yao L, et al. Constipation in Parkinson's disease: a systematic review and meta-analysis. Eur Neurol. 2023;86(1):34–44.
- Figura M, et al. Safety and efficacy of fecal microbiota transplantation in alleviating symptoms of Parkinson's disease: a randomized, placebo-controlled, double-blinded study. Ann Neurol. 2026;100(1):10–21.
- Lin SH, et al. Associations between gut microbiota composition and impulse control disorders in Parkinson's disease. Int J Mol Sci. 2025;26(13):6146. doi:10.3390/ijms26136146.
- Lin SH, et al. Anxiety-related gut microbiota alterations in Parkinson's disease: distinct associations compared with healthy individuals. Front Cell Infect Microbiol. 2025;15:1594152. doi:10.3389/fcimb.2025.1594152.
- Nie S, et al. Inflammatory microbes and genes as potential biomarkers of Parkinson's disease. NPJ Biofilms Microbiomes. 2022;8(1):101. doi:10.1038/s41522-022-00367-z.
- Markowiak-Kopeć P, Śliżewska K. The effect of probiotics on the production of short-chain fatty acids by the human intestinal microbiome. Nutrients. 2020;12(4):1107. doi:10.3390/nu12041107.
- Li Z, et al. Altered Actinobacteria- and Firmicutes-phylum-associated epitopes in patients with Parkinson's disease. Front Immunol. 2021;12:632482. doi:10.3389/fimmu.2021.632482.
- Aghamohammad S, et al. The potential role of Bifidobacterium. spp. as preventive and therapeutic agents in controlling inflammation by affecting inflammatory signalling pathways. Lett Appl Microbiol. 2022;75(5):1254–63.
- Chen Y, Cui W, Li X, Yang H. Interaction between commensal bacteria, immune response and the intestinal barrier in inflammatory bowel disease. Front Immunol. 2021;12:761981. doi:10.3389/fimmu.2021.761981.
- Valvaikar S, et al. Supplementation with the probiotic Bifidobacterium breve. Bif11 reverses neurobehavioural deficits, inflammatory changes and oxidative stress in a Parkinson's disease model. Neurochem Int. 2024;174:105691. doi:10.1016/j.neuint.2024.105691.
- Mao L, et al. Cross-sectional study on the gut microbiome of patients with Parkinson's disease in Central China. Front Microbiol. 2021;12:728479. doi:10.3389/fmicb.2021.728479.
- Trigo D, et al. Mitochondria, energy and metabolism in neuronal health and disease. FEBS Lett. 2022;596(9):1095–110.
- Masenga SK, Kabwe LS, Chakulya M, Kirabo A. Mechanisms of oxidative stress in metabolic syndrome. Int J Mol Sci. 2023;24(9):7898. doi:10.3390/ijms24097898.
- Zhao H, et al. Multiple pathways through which the gut microbiota regulates neuronal mitochondria constitute another possible direction for depression. Front Microbiol. 2025;16:1578155. doi:10.3389/fmicb.2025.1578155.
- Ali MZ, Dholaniya PS. Oxidative phosphorylation-mediated pathogenesis of Parkinson's disease and its implications via Akt signaling. Neurochem Int. 2022;157:105344. doi:10.1016/j.neuint.2022.105344.
- Zhang J, et al. LPS activates neuroinflammatory pathways to induce depression in a Parkinson's disease-like condition. Front Pharmacol. 2022;13:961817. doi:10.3389/fphar.2022.961817.
- Ota E, et al. Incidence and risk factors of bowel dysfunction after minimally invasive rectal cancer surgery and discrepancies between the Wexner score and the low anterior resection syndrome score. Surg Today. 2024;54(7):763–70.
- Kataoka H, Sugie K. Association between fatigue and Hoehn–Yahr staging in Parkinson's disease: an eight-year follow-up study. Neurol Int. 2021;13(2):224–31.
- Ren XQ, et al. Mediating roles of activities of daily living and depression in the relationship between sleep quality and health-related quality of life. Sci Rep. 2024;14(1):14057. doi:10.1038/s41598-024-65095-0.
- Cheng Y, et al. Efficacy of fecal microbiota transplantation in patients with Parkinson's disease: clinical trial results from a randomized, placebo-controlled design. Gut Microbes. 2023;15(2):2284247. doi:10.1080/19490976.2023.2284247.
- Hu Y, Wang H, Zhong Y, Sun Y. Retrospective analysis of diet, gut microbiota diversity and clinical pharmacology outcomes in patients with parkinsonism syndrome. Heliyon. 2024;10(21):e38645. doi:10.1016/j.heliyon.2024.e38645.