Araştırma makalesi

Parkinson Hastalığı Olan Hastalarda Fekal Mikrobiyota Transplantasyonun Bağırsak Mikrobiyal Özellikleri ve Klinik Fenotipler Üzerindeki Etkileri

75 görüntüleme

⸱

DOI:

10.3791/72702

⸱

14 Ağustos 2026

 ,  , 
1Department of Neurology, The Second Affiliated Hospital of Nanjing Medical University, 2Department of Geriatrics, The Second Affiliated Hospital of Nanjing Medical University

Bu makalede

Özet

Fekal mikrobiyota transplantasyonu uygulanan altı Parkinson hastalığı hastası üzerinde yapılan bu keşifsel çalışmada, motor ve motor dışı semptomlardaki iyileşmelerle birlikte, bağırsak mikrobiyal çeşitliliğinde, taksonomik kompozisyonda ve öngörülen fonksiyonel profillerde meydana gelen zamansal değişiklikler gözlemlenmiştir. Bu bulgular, mikrobiyota temelli müdahalelerin daha fazla araştırılmasını destekleyen öncül kanıtlar sunmaktadır.

Özet

Bağırsak mikrobiyotasındaki değişiklikler Parkinson hastalığı (PH) ile ilişkilendirilmiştir, ancak fekal mikrobiyota transplantasyonu (FMT) sonrası boylamsal mikrobiyal değişimler ve bunların klinik ilişkileri hala yeterince anlaşılamamıştır. Bu tek merkezli retrospektif gözlemsel çalışmaya, hastalık süresine göre (>6 yıl ve ≤6 yıl şeklinde) yüksek ve düşük şiddetli alt gruplara ayrılmış 6 PH hastası dahil edilmiştir. FMT öncesinde ve sonrasında beş ay boyunca aylık olarak otuz altı fekal örnek toplanmıştır. Mikrobiyal çeşitlilik, topluluk yapısı, taksonomik kompozisyon ve öngörülen fonksiyonel profiller 16S ribozomal RNA gen dizilemesi kullanılarak değerlendirilmiştir. Analizler; alfa ve beta çeşitliliği, taksonomik bolluk, doğrusal ayrıştırıcı analiz etki boyutu, Tax4Fun2 tabanlı fonksiyonel öngörü ve mikrobiyal özellikler ile klinik göstergeler arasındaki Spearman sıra korelasyonlarını içermiştir. Tanımlayıcı analizler, şiddet alt grupları arasında ve FMT sonrası zaman noktaları boyunca mikrobiyal zenginlik, çeşitlilik, topluluk yapısı ve öngörülen fonksiyonlar açısından farklılıklar olduğunu göstermiştir. Başlangıçta, düşük şiddetli alt grup, yüksek şiddetli alt gruba göre daha yüksek mikrobiyal zenginliğe ve çeşitliliğe sahip olup, Bifidobacterium ve Lactobacillus dahil olmak üzere taksonların nispeten daha yüksek bolluklarına sahiptir. FMT'den bir ay sonra, yüksek şiddetli alt grupta zenginlik ve çeşitlilik başlangıç değerine göre artmış ve buna taksonomik kompozisyondaki değişiklikler eşlik etmiştir. Her iki alt grup da FMT sonrası mikrobiyal çeşitlilikte zamana bağlı varyasyon ve öngörülen Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes yolak zenginleşmesi göstermiştir. Öngörülen fonksiyonlar arasında karbonhidrat ve amino asit metabolizması, sekonder metabolit biyosentezi, membran transportu ve sinyal iletimi yer almıştır. Birkaç operasyonel taksonomik birim; motor bozulma, konstipasyon, uyku kalitesi, fonksiyonel durum ve nöropsikiyatrik semptom göstergeleri ile korelasyon göstermiştir. Bu nedenle FMT, bağırsak mikrobiyal çeşitliliğinde, kompozisyonunda ve öngörülen fonksiyonlarda boylamsal değişikliklerle ilişkili bulunmuştur ve spesifik mikrobiyal özelliklerin motor ve motor dışı göstergelerle ilişkili olduğu görülmüştür. Retrospektif kohortun küçük olması nedeniyle, bu bulgular öncül niteliktedir ve daha büyük kontrollü çalışmalarda doğrulanması gerekmektedir. Gelecekteki çalışmalar, bu mikrobiyal değişikliklerin tekrarlanabilir olup olmadığını, beş aydan sonrası için devam edip etmediğini, donör tutunmasını yansıtıp yansıtmadığını ve PH'da transplantasyon sonrası ölçülebilir klinik iyileşme ile karşılık bulup bulmadığını belirlemelidir.

Giriş

Parkinson hastalığı (PH), bradikinezi, rijite, istirahat tremoru ve postural instabilite ile karakterize, yaygın ve progresif bir nörodejeneratif bozukluktur1. Patogenezi henüz tam olarak aydınlatılamamış olsa da, nöroinflamasyon, çevresel maruziyetler ve genetik yatkınlık dahil olmak üzere birçok faktörün hastalığın başlangıcı ve ilerlemesinde rol oynadığı belirtilmiştir2. Epidemiyolojik kanıtlar, PH'nin yaşlı yetişkinlerdeki en yaygın nörolojik bozukluklar arasında olduğunu, yaşla birlikte prevalansının arttığını ve ciddi bir yeti yitim yüküyle ilişkili olduğunu göstermektedir3. Mevcut tedaviler, özellikle dopamin replasman tedavisi, motor semptomları bir dereceye kadar hafifletebilir; ancak hastalığın seyri ve birçok motor dışı semptom üzerindeki etkileri sınırlı kalmakta ve tedavi yanıtları bireyler arasında farklılık göstermektedir4. Bu nedenle, PH ile ilişkili biyolojik değişikliklerin ve potansiyel terapötik hedeflerin daha fazla araştırılması klinik açıdan önemini korumaktadır.

Bağırsak mikrobiyal topluluğu, bağırsak bariyeri bütünlüğünün korunmasında, bağışıklık yanıtlarının düzenlenmesinde ve metabolik homeostazın desteklenmesinde önemli bir rol oynamaktadır5. Fekal mikrobiyota transplantasyonu (FMT), bağırsak mikrobiyal dengesini yeniden kurmak amacıyla sağlıklı bir donörden alıcıya fekal mikrobiyota transferini içerir6,7. Çok sayıda hayvan çalışması, bağırsak mikrobiyota transplantasyonunun nörodavranışsal fenotipler üzerinde etkili olabileceğini göstermiştir8,9. Depresyon veya anksiyete hastalarından alınan mikrobiyotanın farelerde ilgili davranışsal değişiklikleri tetikleyebildiği göz önüne alındığında, sağlıklı donörlerden gelen mikrobiyotanın davranışsal sonuçları iyileştirebileceği düşünülmektedir10. Ek olarak, öncül klinik gözlemler PD ve otizm olan bazı hastalarda FMT sonrası semptomlarda iyileşme bildirmiş olup, bu durum mikrobiyota temelli müdahalelerin nörolojik ve nöropsikiyatrik bozukluklarda potansiyel bir öneme sahip olabileceğini göstermektedir11,12. Bununla birlikte, bu etkilerin altında yatan mekanizmalar hala belirsizdir ve PD'de FMT'nin güvenliğini ve etkinliğini belirlemek için klinik çalışmalara ihtiyaç vardır.

Önceki çalışmalar bağırsak mikrobiyotası ile PD arasında bir ilişki olduğunu öne sürmüş olsa da, FMT sonrası bağırsak mikrobiyal kompozisyonundaki boylamsal değişiklikler ve bunların klinik özelliklerle ilişkileri hala yeterince anlaşılamamıştır. Farklı klinik şiddet seviyelerine sahip hastaların FMT sonrası belirgin mikrobiyal yanıtlar gösterip göstermediği belirsizliğini korumaktadır.

Bu tek merkezli retrospektif gözlemsel çalışmada, rutin klinik uygulamada FMT uygulanan PD'li hastalar incelenmiştir. FMT öncesi ve sonrası klinik skorlar analiz edilmiş ve mevcut fekal örnekler; bağırsak mikrobiyal çeşitliliğini, taksonomik kompozisyonu, öngörülen fonksiyonel profilleri ve klinik göstergelerle olan korelasyonları araştırmak amacıyla 16S rRNA gen dizileme yöntemiyle analiz edilmiştir. Bu çalışma, PD'de FMT sonrası klinik sonuçları ve bağırsak mikrobiyota profillerini karakterize etmeyi ve gelecekteki prospektif kontrollü çalışmalar için ön kanıtlar sağlamayı amaçlamıştır.

Protokol

Çalışma, Helsinki Deklarasyonu'na uygun olarak yürütülmüş ve protokol, Nanjing Tıp Üniversitesi İkinci Bağlı Hastanesi Etik Kurulu tarafından onaylanmıştır (onay numarası: 2021-KY-100-01). Tüm katılımcılardan yazılı bilgilendirilmiş onam alınmıştır.

Bu tek merkezli retrospektif gözlemsel çalışma, Nanjing Tıp Üniversitesi İkinci Bağlı Hastanesi Nöroloji Bölümü'nde yürütülmüştür. Ocak 2022'den Aralık 2023'e kadar, Parkinson Hastalığı Tanı Kriterlerini (2020 baskısı) karşılayan primer PD'li toplam 32 hasta çalışmaya dahil edilmiştir. Sonuç olarak, katı seçim kriterlerini karşılayan ve tüm çalışma prosedürlerini tamamlayan altı hasta sonraki analizlere dahil edilmiştir. Tarama, dışlama ve takip sürecine ilişkin detaylar Ek Şekil 1'de gösterilmiştir.

Gaita örneği toplama ve mikrobiyal topluluk analizi

Fekal mikrobiyota, sağlıklı gönüllülerden elde edilmiştir. Donör tarama süreci, Fekal Mikrobiyota Transplantasyonunun Klinik Uygulanmasına İlişkin Çin Uzman Konsensüsü'ne sıkı bir şekilde uygun olarak yürütülmüştür. Donör dahil etme kriterleri: 18–40 yaş arası, kronik hastalık öyküsü olmayanlar; gastrointestinal hastalıklar, metabolik bozukluklar, otoimmün hastalıklar veya psikiyatrik bozukluklar öyküsü olmayanlar; son 3 ay içinde antibiyotik, probiyotik, immünosüpresif veya proton pompası inhibitörü kullanmamış olanlar; son 6 ay içindele salgın bölgelere seyahat etmemiş, kan nakli yapmamış veya cerrahi öyküsü olmayanlar. Enfeksiyöz hastalıkları ve patojenleri dışlamak için yapılan kan ve dışkı taramaları şunları içerir: İnsan immün yetmezlik virüsü (HIV), Hepatit B virüsü (HBV), Hepatit C virüsü (HCV), Treponema pallidum, Clostridium difficile, Salmonella, Shigella, Campylobacter, patojenik Escherichia coli, enterik virüsler ve parazitler. Tek bir geçerli dışkı örneğinin hacmi en az 50 g olmalıdır. Otomatik bir fekal mikrobiyota saflaştırma sistemi (bakınız Malzemeler Tablosu) kullanılarak, her 100 g taze dışkıya 500 mL steril salin eklenmiş, üç tur standart santrifüj ve yıkama (700 × g, 3 dk) uygulanmış ve 1:2 hacim oranında steril salin ile süspansiyon hazırlandıktan hemen sonra inokülasyon yapılmıştır. Deneklere, yaklaşık 5 × 10^13 canlı bakteri içeren 150 mL süspansiyondan tek bir enjeksiyon uygulanmıştır13.

Tüm alıcılara FMT, endoskop sekuma ve çıkan kolona kadar ilerletilerek kolonoskopi yoluyla uygulandı; sağ kolonun öncelikli olarak kolonize edilmesini sağlamak amacıyla süspansiyon, biyopsi kanalı aracılığıyla yavaşça ve eşit şekilde infüze edildi. İnfüzyondan sonra hastalar en az 2 s boyunca sağ yan yatış (sağ lateral dekubitus) pozisyonunda kaldılar. İşlem öncesinde, 3 gün boyunca düşük kalıntılı diyet, ardından işlemden önceki 24 s boyunca tam sıvı diyet uygulandı; infüzyon öncesinde 6 s boyunca katı gıdalardan ve 2 s boyunca sıvılardan uzak duruldu. Transplantasyonun önceki akşamında, berrak ve dışkı içermeyen bir akıntı elde edilene kadar polietilen glikol elektrolit çözeltisi ile standart bir tüm bağırsak temizliği yapıldı. İlaç kısıtlamaları, FMT'den en az 72 s önce sistemik antibiyotiklerin kesilmesini ve işlemden sonraki 1 hafta boyunca bunlardan kaçınılmasını içeriyordu. Proton pompası inhibitörleri (PPI'lar) işlemden 24–48 s önce kesildi; laksatifler ve probiyotikler ise transplantasyon gününde askıya alındı.

Prosedür sırasında kalp hızı, kan basıncı ve oksijen satürasyonu sürekli olarak izlendi ve abdominal distansiyon, ağrı veya bulantı gibi semptomlar gözlemlendi; şiddetli abdominal ağrı veya hipotansiyon geliştiğinde infüzyon derhal durduruldu. Transplantasyon sonrası ilk 7 gün boyunca; bağırsak hareket sıklığı, dışkı kıvamı ve abdominal ağrı, diyare, ateş ve hematokezya dahil tüm advers olayları kaydetmek amacıyla günlük takip yapıldı. Uzun süreli takip 5 aya kadar uzatıldı; etkinlik ve güvenliliği kapsamlı bir şekilde değerlendirmek amacıyla, gut mikrobiyota analizi için planlı dışkı örneklemesi ile birlikte Unified Parkinson’s Disease Rating Scale (UPDRS) ve Wexner Constipation Score kullanılarak klinik değerlendirmeler yapıldı ve semptom değişiklikleri ile eş zamanlı ilaç kullanımı belgelendi.

Dışkı örnekleri altı farklı zaman noktasında toplandı: FMT öncesinde ve FMT sonrası 1, 2, 3, 4 ve 5. aylarda. Tüm katılımcılara dışkı örneği toplama işlemi için standartlaştırılmış talimatlar verildi. Steril pensler kullanılarak dışkının orta kısmından yaklaşık 10–20 g örnek alındı ve steril toplama kaplarına yerleştirildi. Örnekler, toplandıktan sonra 2–3 saat içinde laboratuvara nakledildi ve aseptik koşullar altında eğitimli araştırmacılar tarafından steril 1,5 mL mikro santrifüj tüplerine (Malzeme Tablosuna bakınız) paylaştırıldı. Tüm alikotlar, ileri analizlere kadar derhal −80 °C'de saklandı.

Dışkı örneği toplandıktan sonra, tüm örnekler 16S rRNA gen dizileme işlemi için kuru buz üzerinde ticari bir dizileme sağlayıcısına (bkz. Malzeme Tablosu) taşındı. Kütüphane hazırlığı, dizileme ve ilk kalite kontrol işlemleri, sağlayıcının standart protokolüne göre gerçekleştirildi. Her bir dışkı örneğinden genomik DNA ekstrakte edildi ve bakteriyel 16S rRNA geninin V3–V4 hiperdeğişken bölgeleri, 341F ve 805R primerleri kullanılarak polimeraz zincir reaksiyonu (PCR) ile amplifiye edildi. FMT öncesindeki ve FMT sonrası farklı takip zaman noktalarındaki hastaların bağırsak mikrobiyota profillerini karakterize etmek için, bir masaüstü kısa okumalı dizileme platformunda (bkz. Malzeme Tablosu) 2 × 300 bp çift uçlu (paired-end) kimyası kullanılarak dizileme yapıldı. Dizileme sonrası, sonraki mikrobiyel analizler için yüksek kaliteli sekanslar elde etmek amacıyla ham okumalar işlendi. Taksonomik sınıflandırma, ticari bir 16S taksonomik atama paketi ve buna ilişkili mikrobiyal tanımlama veritabanı (bkz. Malzeme Tablosu) kullanılarak gerçekleştirildi. Elde edilen taksonomik profiller; mikrobiyal çeşitlilik, topluluk kompozisyonu, diferansiyel bolluk ve öngörülen mikrobiyal fonksiyonların sonraki analizlerinde kullanıldı.

Klinik değerlendirmeler ve analitik etiketler

PD hastaları, hastalık süresine göre iki şiddet grubuna ayrılmıştır: yüksek şiddetli grup (>6 yıl, “_H” olarak adlandırılmıştır) ve düşük şiddetli grup (≤6 yıl, “_L” olarak adlandırılmıştır). FMT öncesinde toplanan dışkı örnekleri bazal örnekler olarak tanımlanmış ve ilgili şiddet grubuna göre FB_H veya FB_L olarak etiketlenmiştir. FMT sonrası 1, 2, 3, 4 ve 5. aylarda toplanan örnekler, yüksek şiddetli grup için FP1M_H, FP2M_H, FP3M_H, FP4M_H ve FP5M_H; düşük şiddetli grup için ise FP1M_L, FP2M_L, FP3M_L, FP4M_L ve FP5M_L olarak etiketlenmiştir. Değerlendirilen klinik parametreler arasında Wexner kabızlık skoru, Motor Olmayan Semptomlar Ölçeği (NMSS), Motor Olmayan Semptomlar Anketi (NMSQ), Nöropsikiyatrik Envanter (NPI), Hoehn–Yahr evresi, Günlük Yaşam Aktiviteleri ölçeği (ADL), Pittsburgh Uyku Kalitesi İndeksi (PSQI), orijinal (UPDRS I–VI) ve toplam UPDRS skoru yer almaktadır. Yüksek şiddetli gruptaki (_H grubu) ve düşük şiddetli gruptaki (_L grubu) PD hastalarının klinik göstergelerindeki değişiklikleri altı zaman noktasında analiz etmek için tanımlayıcı ve çıkarımsal istatistiksel yöntemlerin bir kombinasyonu kullanılmıştır. Tüm zaman noktaları boyunca gruplar arası farkları öncül olarak araştırmak amacıyla, her zaman noktasında _H ve _L grupları arasındaki gösterge dağılımları Wilcoxon sıra toplamı testi kullanılarak karşılaştırılmış ve hastaya özgü rastgele kesişimlere sahip daha titiz bir Doğrusal Karma Model (LMM) uygulanmıştır. Örneklem boyutunun sınırlı olması nedeniyle, karma etkiler modelinin sonuçları yalnızca keşifsel referanslar olarak sunulmuştur. Bu keşifsel çalışmanın birincil sonlanım noktası, bazal seviyeden fekal mikrobiyota transplantasyonu sonrası zaman noktalarına kadar olan bağırsak mikrobiyal çeşitliliği vele kompozisyonundaki değişim olup, klinik değişiklikler ikincil sonlanım noktaları olarak değerlendirilmiştir.

OTU kümelemesi, çeşitlilik analizi ve taksonomik bolluk

Mikrobiyal topluluk kompozisyonunu özetlemek için operasyonel taksonomik birimler (OTU'lar) kullanıldı ve ≥97% benzerliğe sahip diziler aynı OTU'da kümelendi. Sekanslama derinliği Shannon tabanlı seyreltme eğrileri kullanılarak değerlendirildi ve eğri platoları, sonraki çeşitlilik analizleri için genel olarak yeterli kapsamın sağlandığını gösterdi.

Alfa çeşitliliği, mikrobiyal zenginlik için Chao1 ve bolluk tabanlı kapsam tahmincisi (ACE) indeksleri; genel çeşitlilik ve eşitlik için ise Shannon ve Simpson indeksleri kullanılarak değerlendirilmiştir. Beta çeşitliliği, ağırlıklı ve ağırlıksız UniFrac mesafeleri kullanılarak değerlendirilmiş, ardından gruplar arasındaki mikrobiyal topluluk kompozisyonundaki farklılıkları görselleştirmek için temel koordinat analizi (PCoA) yapılmıştır. Alfa ve beta çeşitliliğindeki gruplar arası farklar, istatistiksel analiz bölümünde açıklandığı üzere, sırasıyla parametrik olmayan testler ve Permütasyonel Çok Değişkenli Varyans Analizi (PERMANOVA) kullanılarak değerlendirilmiştir.

Taksonomik kompozisyon, 16S rRNA gen dizileme verilerine dayanarak şube, sınıf, takım, familya ve cins seviyelerinde özetlendi. R için bir topluluk ekolojisi analiz paketi kullanarak (Malzeme Tablosuna bakınız), her taksonomik düzeydeki en bol 10 taksonu belirleyin ve görselleştirin. Taksonomik profiller sütun grafikleri kullanılarak görüntülendi ve seçilen taksonlar gruplar arasında kutu grafikleri kullanılarak daha ayrıntılı şekilde karşılaştırıldı.

Mikrobiyal taksonların diferansiyel bolluk analizi

Önceden tanımlanmış gruplar arasında farklı bolluğa sahip taksonlar, doğrusal ayrıştırıcı analiz etki boyutu (LEfSe) kullanılarak belirlendi. LEfSe, hem istatistiksel anlamlılığa hem de ayırt edici değere sahip taksonları tanımlamak için Kruskal–Wallis testi, Wilcoxon testi ve doğrusal ayrıştırıcı analizi (LDA) entegre eder. P < 0.05 ve LDA skoru (log10) > 3 olan taksonlar, farklı bolluğa sahip olarak değerlendirildi. Ayırt edici taksonların bağıl bollukları, taksonomik sütun grafikleri kullanılarak görselleştirildi.

Fonksiyonel öngörü ve klinik korelasyon analizi

Bağırsak mikrobiyotasının öngörülen fonksiyonel profilleri, Tax4Fun2 kullanılarak 16S rRNA gen dizileme verilerinden çıkarılmış ve Kyoto Gen ve Genom Ansiklopedisi (KEGG) veritabanına göre açıklanmıştır. Diferansiyel olarak zenginleşmiş öngörülen yolaklar, eşik değerleri P < 0.05 ve LDA skoru (log10) > 3 olacak şekilde LEfSe kullanılarak belirlenmiştir. Bu fonksiyonel profiller metagenomik veya metabolomik yaklaşımlarla doğrudan ölçülmek yerine çıkarıldığı için, öngörülen fonksiyonel farklılıklar olarak yorumlanmıştır. Mikrobiyal özellikler ile klinik göstergeler arasındaki ilişkileri araştırmak için Spearman sıra korelasyon analizi yapılmıştır.

İstatistiki analiz

İstatistiksel analizler R yazılımı kullanılarak gerçekleştirilmiştir (bakınız Malzeme Tablosu). Klinik değişkenler, medyan ve aralıklar (minimum–maksimum) şeklinde özetlenmiştir. Alpha çeşitlilik indeksleri gruplar arasında Wilcoxon sıra toplamı testi ile karşılaştırılmış, beta çeşitlilik ise 999 permütasyonlu PERMANOVA ile değerlendirilmiştir. Farklılaşan bolluktaki taksonlar ve öngörülen fonksiyonel yollar, anlamlılık eşikleri olarak P < 0.05 ve LDA skoru (log10) > 3 olacak şekilde LEfSe kullanılarak belirlenmiştir. Boylamsal farklı bolluk analizi için, hastaya özgü rastgele kesişimleri içeren bir karma etkiler modeli uygulanmış ve ardından Benjamini-Hochberg yanlış keşif oranı düzeltmesi ile post-hoc ikili karşılaştırmalar yapılmıştır. Bağırsak mikrobiyota özellikleri ile klinik göstergeler arasındaki ilişkileri değerlendirmek için Spearman sıra korelasyon analizi kullanılmış ve korelasyon P değerlerine Benjamini–Hochberg yanlış keşif oranı düzeltmesi uygulanmıştır. Çift yönlü P < 0.05 istatistiksel olarak anlamlı kabul edilmiştir. Korelasyon ve taksonomik bolluk analizlerine çoklu karşılaştırma düzeltmesi uygulanmıştır. Küçük örneklem boyutu ve tekrarlı boylamsal örnekleme tasarımı nedeniyle, istatistiksel analizler keşifsel olarak değerlendirilmiş ve sonuçlar ihtiyatla yorumlanmıştır.

Sonuçlar

Hasta seçimi ve başlangıç özellikleri

Üç erkek ve üç kadın olmak üzere, PD tanılı altı hasta nihai analize dahil edilmiştir. Medyan yaş 69,0 yıl (aralık, 61–75) ve medyan vücut kitle indeksi 22,6 kg/m2 olarak belirlenmiştir. Kohort; iki rijidite baskın, iki tremor baskın ve iki karma klinik fenotip içermektedir. Başlangıç klinik özellikleri Tablo 1'de gösterilmiştir.

Klinik özellikler, yüksek ve düşük şiddetli PD alt grupları arasında farklılık göstermiştir (Tablo 1). Bu keşifsel kohortta, toplam UPDRS puanı, önceden tanımlanmış şiddet sınıflandırmasıyla uyumlu olarak, FB_H grubunda FB_L grubuna göre daha yüksek çıkmış ve bu durum genel motor bozukluğun daha şiddetli olduğunu göstermiştir. UPDRS alt ölçekleri, PSQI, Wexner konstipasyon skoru, ADL ölçeği ve NMSS dahil olmak üzere çeşitli motor ve motor dışı klinik parametrelerde de farklılıklar gözlemlenmiştir. Bu bulgular, önceden tanımlanmış şiddet alt gruplarının yalnızca motor hastalık evresi bakımından değil, aynı zamanda çeşitli motor dışı ve fonksiyonel özellikler bakımından da farklılık gösterdiğini düşündürmektedir.

Bireysel hasta seyirleri, temel klinik göstergeler için çizgi grafikler kullanılarak görselleştirilmiştir (Şekil 1). Gösterildiği üzere, başlangıçtaki hastalık şiddetinden bağımsız olarak, FMT sonrası altı hastanın tamamında NMSQ, NMSS, NPI, PSQI, UPDRS Total ve Wexner skorlarında tutarlı bir düşüş eğilimi gözlemlenmiştir. Özellikle, _H grubundaki hastalar daha yüksek bazal skorlara sahip olmalarına rağmen, _L grubundakilere göre daha dik bir klinik iyileşme sergilemişlerdir. Klinik karşılaştırmalar, yüksek ve düşük şiddetli gruplar arasında tutarlı farklılıklar göstermiştir. Zaman noktasına özel karşılaştırmaların çoğu anlamlıydı, tüm havuzlanmış klinik göstergeler gruplar arasında farklılık gösterdi ve karma etkili modeller düşük şiddetli grupta daha düşük semptom yükü ve daha iyi günlük fonksiyon olduğunu doğrulamıştır.

FMT sonrası PD hastalarındaki advers olaylar

FMT sonrası kaydedilen advers olaylar Tablo 2'de özetlenmiştir. En sık bildirilen olaylar, her biri iki hastada görülen flatulans, diyare, şiddetlenen konstipasyon ve bulantı/kusmadır. Bir hastada abdominal ağrı bildirilmiştir. Ateş kaydedilmemiş olup, hiçbir hasta advers olaylar nedeniyle FMT'yi bırakmamıştır. Bu bulgular, bu küçük kohortta gastrointestinal semptomların en yaygın belgelenen advers olaylar olduğunu göstermektedir; ancak, güvenlik sonuçları sınırlı örneklem boyutu nedeniyle dikkatle yorumlanmalıdır.

Yeterli çeşitlilik kapsamı ve gruba özgü OTU'ların tanımlanması

Nadirleştirme eğrisi analizi, sekanslama derinliği arttıkça Shannon indeksinin kademeli olarak bir platoya yaklaştığını göstermiş ve bu durum sekanslama derinliğinin örnekler genelinde mikrobiyal çeşitliliği değerlendirmek için genellikle yeterli olduğunu ortaya koymuştur (Şekil 2A). Tüm örneklerde toplam 80 OTU tanımlanmıştır. OTU'ların bu nispeten düşük sayısı, sekanslama derinliği ve bu keşifsel çalışmadaki sınırlı örneklem boyutu ile uyumludur. Venn diyagramı analizi, 12 grup arasında hem ortak hem de benzersiz OTU'ları belirlemiştir (Şekil 2B). Tüm gruplar tarafından paylaşılan 53 OTU dahil olmak üzere toplam 80 OTU tespit edilmiştir. Her gruptaki benzersiz OTU sayıları şöyledir: FB_H'de 2, FB_L'de 12, FP1M_H'de 4, FP1M_L'de 0, FP2M_H'de 1, FP2M_L'de 0, FP3M_H'de 4, FP3M_L'de 0, FP4M_H'de 0, FP4M_L'de 1, FP5M_H'de 1 ve FP5M_L'de 2. Bu gruplar arasında FB_L en yüksek benzersiz OTU sayısına sahipken, FP1M_L, FP2M_L, FP3M_L ve FP4M_H grupları bu analizde hiç benzersiz OTU göstermemiştir. Bu bulgular, PD alt gruplarının çekirdek bir OTU setini paylaştığını, bazı grupların ise sınırlı grup-spesifik OTU paternleri sergilediğini göstermektedir.

Mikrobiyal çeşitlilik ve öngörülen fonksiyonel profiller, PD şiddeti alt grupları arasında farklılık göstermektedir

Artan Chao1, ACE, Shannon ve Simpson indekslerinin yansıttığı üzere, alfa çeşitliliği FB_L grubunda FB_H grubuna göre daha yüksekti (Şekil 3A). UniFrac tabanlı PCoA, iki şiddet alt grubu arasında belirgin bir ayrım göstererek bağırsak mikrobiyal topluluk yapısında farklılıklar olduğunu ortaya koymuştur (Şekil 3B). Filum düzeyinde FB_L, nispeten daha yüksek Firmicutes ve Actinobacteria bolluğu gösterirken, FB_H ise daha yüksek Bacteroidetes ve Proteobacteria bolluğu ile karakterize edilmiştir (Şekil 3C). Cins düzeyinde, FB_H grubunda Bacteroides, Megasphaera ve Escherichia daha bolken; FB_L grubunda Bifidobacterium ve Lactobacillus daha bol bulunmuştur (Şekil 3D).

LEfSe analizi, farklı bolluklarda bulunan ve şiddetle ilişkili taksonları belirlemiştir. FB_H grubunda Bacteroidetes/Bacteroides ile ilişkili taksonlar ve Proteobacteria ile ilişkili taksonlar zenginleşmişken; Bifidobacterium-, Actinobacteria-, Firmicutes-, Clostridia- ve Parabacteroides- ile ilişkili taksonlar FB_L grubunda zenginleşmiştir (Şekil 3E). Öngörülen KEGG yolak analizi de gruplar arasında belirgin fonksiyonel profiller olduğunu göstermiştir. FB_H, temel olarak küresel metabolizma, karbonhidrat ve enerji metabolizması, sinyal iletimi, iki bileşenli sistemler ve lipopolisakkarit biyosentezi ile ilgili öngörülen yolaklarda zenginleşmiştir. Buna karşılık FB_L; ikincil metabolit biyosentezi, amino asit metabolizması, nükleotid metabolizması, replikasyon ve onarım, quorum sensing, membran taşıma ve ABC taşıyıcıları ile ilgili öngörülen yolaklarda zenginleşmiştir (Şekil 3F). Bu bulgular, PD şiddet alt gruplarının mikrobiyal çeşitlilik, taksonomik kompozisyon ve öngörülen fonksiyonel potansiyel açısından farklılık gösterdiğini belirtmektedir.

FMT'den bir ay sonra, FP1M_H alt grubu daha yüksek mikrobiyal çeşitlilik ve belirgin öngörülen fonksiyonel profiller göstermiştir

FB_H ile karşılaştırıldığında FP1M_H, artmış Chao1, ACE, Shannon ve Simpson indeksleri ile belirtildiği üzere daha yüksek alfa çeşitliliği göstermiştir (Şekil 4A). UniFrac tabanlı PCoA, FB_H ve FP1M_H arasında belirgin bir ayrım göstermiş ve bu durum FMT'den bir ay sonra bağırsak mikrobiyal topluluk yapısında bir değişim olduğunu düşündürmüştür (Şekil 4B). Filum düzeyinde, FP1M_H'de Firmicutes, Actinobacteria ve Verrucomicrobia bollukları nispeten daha yüksekken, FB_H'de Bacteroidetes ve Proteobacteria bollukları daha yüksek çıkmıştır (Şekil 4C). Cins düzeyinde, FP1M_H'de Bifidobacterium, Akkermansia, Enterococcus ve Lactobacillus daha bol bulunurken, FB_H'de Bacteroides, Megasphaera ve Escherichia daha bol bulunmuştur (Şekil 4D).

LEfSe analizi, gruplarla ilişkili olarak farklı bollukta bulunan taksonları belirlemiştir. FB_H grubunda Bacteroidetes/Bacteroides ile ilişkili taksonlar zenginleşmişken; FP1M_H grubunda Firmicutes-, Actinobacteria-, Clostridia-, Bifidobacterium- ve Acidaminococcus ile ilişkili taksonlar zenginleşmiştir (Şekil 4E). Tahmini KEGG yolak analizi, FB_H grubunun sinyal iletimi, iki bileşenli sistemler, karbonhidrat metabolizması, lipid metabolizması, enerji metabolizması ve kofaktör/vitamin metabolizması ile ilişkili yolaklarda zenginleştiğini göstermiştir. Buna karşılık FP1M_H grubu; amino asit metabolizması, nükleotid metabolizması, nişasta ve sakkaroz metabolizması, replikasyon ve onarım, translasyon, sekonder metabolit biyosentezi, quorum sensing, ABC taşıyıcıları ve membran transportu ile ilişkili tahmini yolaklarda zenginleşmiştir (Şekil 4F). Bu bulgular, yüksek şiddetli alt grupta FMT'nin artmış mikrobiyal çeşitlilik ile taksonomik kompozisyonda ve tahmini fonksiyonel potansiyeldeki değişimlerle ilişkili olduğunu göstermektedir.

FB_L ve FP1M_L grupları arasında mikrobiyal zenginlik, taksonomik kompozisyon ve öngörülen fonksiyonel profiller farklılık göstermiştir

FB_L ile karşılaştırıldığında FP1M_L, artan Chao1 ve ACE indekslerinin gösterdiği üzere daha yüksek mikrobiyal zenginlik sergilemiş, buna karşın Shannon ve Simpson indeksleri gruplar arasında anlamlı bir farklılık göstermemiştir (Şekil 5A). UniFrac tabanlı PCoA, FB_L ve FP1M_L arasında belirgin bir ayrım ortaya koyarak FMT sonrası mikrobiyal topluluk kompozisyonunda farklılıklar olduğunu düşündürmüştür (Şekil 5B). Filum düzeyinde, FP1M_L'de Actinobacteria, Verrucomicrobia, Synergistetes ve Euryarchaeota nispeten daha yüksek bolluk gösterirken; Firmicutes ve Bacteroidetes FB_L'de daha bol bulunmuştur (Şekil 5C). Cins düzeyinde, Bifidobacterium, Akkermansia ve Parabacteroides FP1M_L'de daha bolken, Bacteroides ve Lactobacillus FB_L'de daha bol bulunmuştur (Şekil 5D).

LEfSe analizi, FB_L'de Firmicutes-, Clostridia- ve Ruminococcaceae-ilişkili taksonların zenginleştiğini, buna karşılık FP1M_L'de Bacteroidetes-, Bacteroidales-, Parabacteroides-, Porphyromonadaceae-, Synergistetes-, Alistipes- ve Rikenellaceae-ilişkili taksonların zenginleştiğini göstermiştir (Şekil 5E). Öngörülen KEGG yolak analizi, FB_L'nin sinyal iletimi, iki bileşenli sistemler, karbonhidrat metabolizması, lipid metabolizması, amino şeker ve nükleotid şeker metabolizması, nişasta ve sükroz metabolizması ve fosfotransferaz sistemi ile ilgili yolaklarda zenginleştiğini belirtmiştir. FP1M_L ise global metabolik yolaklar, amino asit metabolizması, translasyon, amino asit biyosentezi, sekonder metabolit biyosentezi ve genetik bilgi işleme ile ilgili öngörülen yolaklarda zenginleşmiştir (Şekil 5F). Bu sonuçlar, düşük şiddetli alt grupta FMT'nin temel olarak artan mikrobiyal zenginlik ile taksonomik kompozisyon ve öngörülen fonksiyonel potansiyeldeki değişikliklerle ilişkili olduğunu göstermektedir.

Gut mikrobiyal çeşitliliği, taksonomik kompozisyon ve öngörülen fonksiyonel profiller, farklı FMT sonrası zaman noktalarında yüksek şiddetli PD alt grupları arasında farklılık gösterdi

Beş yüksek şiddetli PD alt grubu (FP1M_H'den FP5M_H'ye) arasındaki alfa çeşitliliği analizi, zaman noktaları boyunca mikrobiyal zenginlik ve çeşitlilikte varyasyon olduğunu göstermiştir (Şekil 6A). Bu alt gruplar arasında FP2M_H en düşük Chao1, ACE, Shannon ve Simpson indekslerini gösterirken; FP1M_H, FP3M_H, FP4M_H ve FP5M_H nispeten daha yüksek değerler göstermiştir. Ağırlıklı ve ağırlıksız UniFrac mesafeleri kullanılarak yapılan beta çeşitliliği analizi, PCoA grafiklerinde beş alt grup arasında ayrım olduğunu ortaya koymuş ve bu da FMT sonrası zaman noktaları boyunca bağırsak mikrobiyal topluluk kompozisyonundaki farklılıklara işaret etmiştir (Şekil 6B). Filum düzeyinde, en bol bulunan ilk 10 takson Şekil 6C'de gösterilmiştir. Bacteroidetes; FP3M_H, FP4M_H ve FP5M_H'de daha bol görünürken, Firmicutes ve Actinobacteria FP1M_H'de daha bol bulunmuştur. Verrucomicrobia, FP2M_H'de nispeten zenginleşmiş görünmektedir. Cins düzeyinde, Bacteroides FP3M_H, FP4M_H ve FP5M_H'de nispeten daha bolken, Akkermansia ve Escherichia FP2M_H'de daha bol bulunmuştur. Bifidobacterium ise FP1M_H'de nispeten zenginleşmiştir (Şekil 6D). LEfSe analizi, birkaç yüksek şiddetli alt grup genelinde belirgin şekilde farklı bolluğa sahip taksonlar tanımlamıştır (Şekil 6E); bunlar arasında FP1M_H'de Firmicutes-, Actinobacteria-, Bifidobacterium- ve Clostridia ile ilişkili taksonlar; FP2M_H'de Proteobacteria- ve Enterobacteriaceae ile ilişkili taksonlar; FP3M_H'de Bacteroidetes- ve Bacteroides ile ilişkili taksonlar ve FP4M_H'de Synergistetes ile ilişkili taksonlar yer almaktadır. KEGG yolak anotasyonuna dayalı öngörülen fonksiyonel profilleme, alt gruba özgü zenginleşme modelleri göstermiştir (Şekil 6F). FP1M_H'de nişasta ve sakkaroz metabolizması ile diğer sekonder metabolitlerin biyosentezinde; FP2M_H'de kofaktörlerin ve vitaminlerin metabolizması ile enerji metabolizmasında; FP5M_H'de ise sinyal iletimi ve iki bileşenli sistemlerde öngörülen zenginleşmeler görülmüştür. Bu bulgular, yüksek şiddetli PD alt gruplarının FMT sonrası mikrobiyal çeşitlilik, taksonomik kompozisyon ve öngörülen fonksiyonel profillerde zamansal varyasyon gösterdiğini düşündürmektedir.

Bağırsak mikrobiyal çeşitliliği, taksonomik kompozisyon ve öngörülen fonksiyonel profiller, düşük şiddetli PD alt grupları arasında farklı FMT sonrası zaman noktalarında farklılık göstermiştir

Beş düşük şiddetli PD alt grubu (FP1M_L'den FP5M_L'ye) arasındaki alfa çeşitlilik analizi, zaman noktaları boyunca mikrobiyal zenginlik ve çeşitlilikte varyasyon göstermiştir (Şekil 7A). FP2M_L nispeten daha düşük Chao1 ve ACE indeksleri gösterirken, FP4M_L ve FP5M_L nispeten daha yüksek Shannon ve Simpson indeksleri göstermiş; bu durum düşük şiddetli alt gruplar arasında zenginlik ve eşitlikte varyasyon olduğunu göstermiştir. Ağırlıklı ve ağırlıksız UniFrac mesafeleri kullanılarak yapılan beta çeşitlilik analizi, PCoA grafiklerinde beş alt grup arasında ayrılma ortaya koymuş ve FMT sonrası zaman noktaları boyunca bağırsak mikrobiyal topluluk kompozisyonunda farklılıklar olduğunu göstermiştir (Şekil 7B). Filum düzeyinde, en bol bulunan ilk 10 takson Şekil 7C'de gösterilmiştir. Gruplar genelinde baskın filumlar Bacteroidetes ve Firmicutes iken, Actinobacteria ve Verrucomicrobia FP1M_L'de nispeten zenginleşmiş, Firmicutes ise FP3M_L'de nispeten daha bol görünmüştür. Cins düzeyinde, Bifidobacterium ve Akkermansia FP1M_L'de nispeten daha bolken, Bacteroides FP2M_L'de nispeten daha bol bulunmuştur (Şekil 7D). LEfSe analizi, birkaç düşük şiddetli alt grup arasında alt grupla ilişkili diferansiyel olarak bol taksonlar tanımlamıştır (Şekil 7E); bunlar arasında FP1M_L'de Ruminococcaceae ile ilişkili taksonlar, FP2M_L'de Firmicutes ve Clostridiales ile ilişkili taksonlar, FP3M_L'de Synergistetes ile ilişkili taksonlar ve FP4M_L'de Bacteroidetes, Parabacteroides, Actinobacteria ve Bifidobacterium ile ilişkili taksonlar yer almaktadır. KEGG yolak anotasyonuna dayalı öngörülen fonksiyonel profilleme, alt gruba özgü zenginleşme kalıpları göstermiştir (Şekil 7F). FP1M_L'de sekonder metabolitlerin biyosentezinde öngörülen zenginleşme; FP2M_L'de sinyal iletimi, iki bileşenli sistemler, çevresel bilgi işleme, hücresel topluluk-prokaryotlar ve karbonhidrat metabolizması ile ilgili yolaklarda öngörülen zenginleşme; FP3M_L'de membran transportu, quorum sensing, replikasyon ve onarım ile fosfotransferaz sisteminde öngörülen zenginleşme; FP4M_L'de genetik bilgi işlemede öngörülen zenginleşme ve FP5M_L'de metabolizma ve metabolik yolaklarda öngörülen zenginleşme görülmüştür. Bu bulgular, düşük şiddetli PD alt gruplarının FMT sonrası mikrobiyal çeşitlilik, taksonomik kompozisyon ve öngörülen fonksiyonel profillerde zamansal varyasyon gösterdiğini düşündürmektedir.

PD'deki belirli OTU'lar ile klinik göstergeler arasındaki ilişkiler

PD'deki bağırsak mikrobiyal değişiklikleri ile klinik özellikler arasındaki ilişkileri araştırmak amacıyla, çoklu karşılaştırma düzeltmesi uygulandıktan sonra en yüksek 50 OTU-klinik parametre korelasyonu görselleştirilmiş ve bunların 23 benzersiz OTU'ya karşılık geldiği görülmüştür (Şekil 8). Birçok OTU, birden fazla klinik gösterge genelinde benzer korelasyon kalıpları sergilemiştir. Örneğin; OTU165, OTU67, OTU230, OTU154, OTU72 ve diğer bazı OTU'lar Wexner skoru, Hoehn–Yahr evresi, PSQI ve çeşitli UPDRS ile ilgili ölçümlerle pozitif korelasyon gösterirken, ADL ölçeği ve NPI ile negatif korelasyon göstermiştir. Buna karşın, OTU10 (Parabacteroides) ve OTU45 (Fusobacterium), birkaç klinik değişken için ters bir korelasyon kalıbı sergilemiştir. Filum düzeyinde Firmicutes olarak tanımlanan OTU165; kabızlık şiddeti, hastalık evresi, uyku bozukluğu ve çeşitli UPDRS bileşenleri ile pozitif korelasyon, ADL ölçeği ve NPI ile ise negatif korelasyon göstermiştir. Benzer şekilde, OTU67 (Porphyromonadaceae) de çeşitli motor ve motor dışı klinik göstergelerle korele bulunmuştur. Genel olarak bu bulgular, PD'de spesifik OTU'ların birden fazla klinik ölçümle ilişkili olduğunu göstermektedir; ancak bu korelasyonlar dikkatle yorumlanmalı ve nedensellik kanıtı olarak değil, hipotez üretici olarak değerlendirilmelidir.

VERİERİLERİN ERİŞİLEBİLİRLİĞİ:

Bu çalışmaya ait ek materyallere DOI: https://doi.org/10.5281/zenodo.21620775 adresinden ulaşılabilir.

Boylamsal skor karşılaştırması; NMSQ, NMSS, NPI, PSQI, UPDRS, Wexner skorlarının zaman içindeki değişimini gösteren grafikler.
Şekil 1: PD'li hastalarda fekal mikrobiyota transplantasyonu sonrası klinik skorlardaki boylamsal değişimler.Çizgi grafikleri; yüksek şiddetli grup (H) ve düşük şiddetli grup (L)'de FMT öncesi başlangıçtan (FB), FMT sonrası 1, 2, 3, 4 ve 5. aylara (FP1M–FP5M) kadar olan NMSQ, NMSS, NPI, PSQI, UPDRS toplam ve Wexner konstipasyon skorlarındaki değişimleri göstermektedir. Veri noktaları grup düzeyindeki özet değerleri temsil etmekte ve hata çubukları ilgili değişkenliği/aralığı belirtmektedir. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayınız.

Shannon çeşitlilik indeksleri grafiği; sekanslama derinliği analiz karşılaştırması; deneysel veriler.
Şekil 2: Gruplar arasındaki nadirleştirme eğrileri ve OTU karşılaştırması. (A) Sekanslama derinliği ile mikrobiyal çeşitlilik arasındaki ilişkiyi gösteren Shannon nadirleştirme eğrileri. x-ekseni sekanslama derinliğini, y-ekseni ise Shannon çeşitlilik indeksini temsil etmektedir. Eğrilerin kademeli olarak düzleşmesi, sekanslama derinliğinin çeşitlilik değerlendirmesi için genel olarak yeterli olduğunu göstermektedir. (B) 12 grup arasındaki ortak ve benzersiz OTU'ları gösteren Venn diyagramı. Merkezdeki sayı tüm gruplar tarafından paylaşılan OTU'ları, dış bölgelerdeki sayılar ise her gruba özgü benzersiz OTU'ları temsil etmektedir. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Chao1, Shannon indeksleri ve PCoA grafikleri ile mikrobiyal çeşitlilik analizi; şube-cins bolluk grafikleri.
Şekil 3: FB_H ve FB_L grupları arasındaki mikrobiyal çeşitlilik, taksonomik kompozisyon ve öngörülen fonksiyonel farklılıklar. (A) Chao1, ACE, Shannon ve Simpson indekslerine dayalı alfa çeşitlilik analizi. (B) Ağırlıklı ve ağırlıksız UniFrac mesafelerine dayalı temel koordinat analizi (PCoA). (C,D) Bağırsak mikrobiyal taksonlarının en yüksek bolluğa sahip ilk 10 tanesinin şube (C) ve cins (D) seviyelerindeki göreceli bollukları, yığılmış sütun grafikleri ve kutu grafikleri ile gösterilmiştir. (E) FB_H ve FB_L grupları arasında farklı bolluğa sahip taksonları gösteren LEfSe analizi. (F) Öngörülen KEGG fonksiyonel yolaklarının LEfSe analizi. Pozitif ve negatif LDA skorları, farklı gruplarda zenginleşmiş yolakları belirtir. *P < 0.05, **P < 0.01, ***P < 0.001. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Mikrobiyal çeşitlilik analizi; Shannon/Simpson indeksleri, PCoA grafikleri, taksonomi dağılımı, LDA skorları.
Şekil 4: FP1M_H ve FB_H grupları arasındaki mikrobiyal çeşitlilik, taksonomik kompozisyon ve öngörülen fonksiyonel farklar. (A) Chao1, ACE, Shannon ve Simpson indekslerine dayalı alfa çeşitlilik analizi. (B) Ağırlıklı ve ağırlıksız UniFrac mesafelerine dayalı temel koordinat analizi (PCoA). (C,D) En yüksek 10 bağırsak mikrobiyal taksonun şube (C) ve cins (D) düzeylerindeki göreceli bolluğu, yığılmış sütun grafikleri ve kutu grafikleri ile gösterilmiştir. (E) FP1M_H ve FB_H grupları arasında farklı bolluk gösteren taksonları belirten LEfSe analizi. (F) Öngörülen KEGG fonksiyonel yolaklarının LEfSe analizi. Pozitif ve negatif LDA skorları, farklı gruplarda zenginleşmiş yolakları belirtir. *P < 0.05, **P < 0.01, ***P < 0.001. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayınız.

Mikrobiyal çeşitlilik analizi; kutu grafikleri, PCoA grafikleri, sütun grafikleri; grupların istatistiksel karşılaştırması.
Şekil 5: FB_L ve FP1M_L grupları arasındaki mikrobiyal ve fonksiyonel farklar. (A) FB_L ve FP1M_L gruplarının alfa çeşitlilik analizi. (B) FB_L ve FP1M_L gruplarının beta çeşitlilik analizi. (C,D) FB_L ve FP1M_L gruplarında bağırsak mikrobiyal taksonlarının phylum (C) ve cins (D) düzeylerindeki göreceli bolluğu. (E) FB_L ve FP1M_L grupları arasındaki tür farklılıklarının karşılaştırmalı analizi. (F) FB_L ve FP1M_L gruplarında öngörülen mikrobiyal fonksiyonlar. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Mikrobiyal çeşitlilik analiz grafikleri; Chao1, ACE, Shannon ve Simpson indekslerini içerir; PCoA grafikleri.
Şekil 6: FP1M_H, FP2M_H, FP3M_H, FP4M_H ve FP5M_H grupları arasındaki mikrobiyal çeşitlilik, taksonomik kompozisyon ve öngörülen fonksiyonel farklar. (A) Chao1, ACE, Shannon ve Simpson indekslerine dayalı alfa çeşitlilik analizi. (B) Ağırlıklı ve ağırlıksız UniFrac mesafelerine dayalı temel koordinat analizi (PCoA). (C,D) En yüksek bolluğa sahip ilk 10 bağırsak mikrobiyal taksonunun filum (C) ve cins (D) düzeylerindeki göreceli bollukları; yığılı sütun grafikleri ve kutu grafikleri ile gösterilmiştir. (E) Beş yüksek şiddetli FMT sonrası alt grup arasında farklı bolluk gösteren taksonları ortaya koyan LEfSe analizi. (F) Öngörülen KEGG fonksiyonel yolaklarının LEfSe analizi. Pozitif LDA skorları, ilgili gruplarda zenginleşmiş yolakları göstermektedir. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Mikrobiyom çeşitliliği analizi; kutu grafikleri, PCA, bağıl bolluk grafikleri, LDA skorları; veri karşılaştırması.
Şekil 7: FP1M_L, FP2M_L, FP3M_L, FP4M_L ve FP5M_L grupları arasındaki mikrobiyal çeşitlilik, taksonomik kompozisyon ve öngörülen fonksiyonel farklılıklar. (A) Chao1, ACE, Shannon ve Simpson indekslerine dayalı alfa çeşitlilik analizi. (B) Ağırlıklı ve ağırlıksız UniFrac mesafelerine dayalı temel koordinat analizi (PCoA). (C,D) En yüksek bolluğa sahip ilk 10 bağırsak mikrobiyal taksonunun şube (C) ve cins (D) düzeylerindeki bağıl bollukları, yığılmış sütun grafikleri ve kutu grafikleri ile gösterilmiştir. (E) Beş düşük şiddetli FMT sonrası alt grup arasında farklı bolluk gösteren taksonları gösteren LEfSe analizi. (F) Öngörülen KEGG fonksiyonel yolaklarının LEfSe analizi. Pozitif LDA skorları, ilgili gruplarda zenginleşmiş yolakları belirtir. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

OTU'lar ve klinik özelliklerin Spearman korelasyon ısı haritası; anlamlılık düzeyleri vurgulanmıştır.
Şekil 8: OTU'lar ve klinik göstergeler arasındaki Spearman korelasyon analizi. Satırlar OTU'ları, sütunlar ise klinik özellikleri temsil etmektedir. Her bir hücre, belirli bir OTU ile bir klinik gösterge arasındaki Spearman korelasyon katsayısını göstermektedir. Kırmızı pozitif korelasyonu, mavi ise negatif korelasyonu belirtmekte olup, renk yoğunluğu ilişkinin gücünü yansıtmaktadır. Hücrelerdeki sayısal değerler korelasyon katsayılarını temsil eder. *P < 0.05, **P < 0.01, ***P < 0.001; ns, anlamlı değil. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Hasta123456
Cinsiyet (K/E)EKEKEK
Yaş (yıl)657268756170
VKİ23.521.824.220.522.123
PD alt tipiRijiditeTremorHibridRijiditeTremorHibrid
Hastalık seyri5861037
Wexner skoru12151018813
UPDRS toplam456149723655
NMSS toplam456250703855
NMSQ10141116812
PSQI811913610
GÜH907585709565
NPI5961237
Kabızlık süresi475926
LEDD (mg/d)600800700900400750
Laksatif kullanımıHayırAralıklı kullanımHayırUzun süreli kullanımHayırAralıklı kullanım
Probiyotik kullanımıHayırEvetHayırEvetHayırHayır
Antibiyotik kullanımıHayırHayırEvetHayırHayırHayır
Hoehn–Yahr evresi232.53.51.53
Şiddet grubudüşükyüksekdüşükyüksekdüşükyüksek

Tablo 1: Parkinson hastalığı olan hastaların, hastalık süresine göre tabakalandırılmış temel demografik ve klinik özellikleri.Hastalar, yüksek süre grubu (>6 yıl; FB_H) veya düşük süre grubu (≤6 yıl; FB_L) olarak sınıflandırılmıştır. Veriler, uygun olduğu durumlarda sürekli değişkenler için medyan (aralık) ve kategorik değişkenler için sayı (%) olarak sunulmalıdır. Kısaltmalar: ADL, Günlük Yaşam Aktiviteleri; BMI, vücut kitle indeksi; NMSS, Motor Olmayan Semptomlar Ölçeği; NMSQ, Motor Olmayan Semptomlar Anketi; NPI, Nöropsikiyatrik Envanter; PD, Parkinson hastalığı; PSQI, Pittsburgh Uyku Kalitesi İndeksi; UPDRS, Birleşik Parkinson Hastalığı Derecelendirme Ölçeği.

Yan etkilerHastalar (n, %)
Şişkinlik2 (33.3%)
Karın ağrısı1 (16.7%)
İshal2 (33.3%)
Kötüleşen kabızlık2 (33.3%)
Ateş0
Bulantı/kusma2 (33.3%)
Yan etkiler nedeniyle FMT'nin sonlandırılması0

Tablo 2: Parkinson hastalığı olan hastalarda fekal mikrobiyota transplantasyonu sonrası gelişen advers olaylar. Tablo, fekal mikrobiyota transplantasyonu sonrası takip sırasında her bir advers olayı deneyimleyen hastaların sayısını ve yüzdesini sunmaktadır. Advers olaylara bağlı olarak ateş veya tedavi kesintisi rapor edilmemiştir. Kısaltmalar: FMT, fekal mikrobiyota transplantasyonu; PD, Parkinson hastalığı.

Ek Şekil 1: Katılımcı seçimi ve hasta akışı. FMT uygulanan ve 16S rRNA sekanslamasına katılan Parkinson hastalığı hastaları için örnek tarama sürecinin akış şeması. n katılımcı sayısını temsil eder.Lütfen bu dosyayı indirmek için buraya tıklayın.

Tartışma

FMT, intestinal mikrobiyal dengeyi yeniden sağlamak amacıyla sağlıklı bir donörden alıcının bağırsağına fekal mikrobiyota transferi yapan mikrobiyota tabanlı bir müdahaledir14. Artan kanıtlar, bağırsak mikrobiyotasının sinir sistemi homeostazının sürdürülmesinde önemli bir rol oynadığını göstermektedir15. Çift yönlü bağırsak-beyin aksından elde edilen kanıtlar, bağırsak mikrobiyotasının PD'deki merkezi sinir sistemi enflamasyonu, nörotransmitter metabolizması ve davranışsal yanıtları etkileyebileceğini göstermektedir16,17. Bu nedenle, nöropsikiyatrik ve nörodejeneratif hastalıklardaki klinik uygulamaları hala araştırma aşamasında olsa da, mikrobiyota transplantasyonu potansiyel bir müdahale olarak dikkat çekmiştir18. Bu tek merkezli retrospektif gözlemsel çalışma, rutin klinik uygulamada fekal mikrobiyota transplantasyonu (FMT) yapılan PD'li hastalarda klinik sonuçları, güvenliği ve bağırsak mikrobiyotasının araştırıcı profillerini değerlendirmiştir. PD şiddet alt grupları ve FMT sonrası zaman noktaları arasında bağırsak mikrobiyal zenginliği, çeşitliliği, topluluk yapısı ve öngörülen fonksiyonel profillerde farklılıklar gözlemledik. Bu bulgular, bağırsak mikrobiyal profillerinin hastalık şiddetine göre değişebileceğini ve FMT müdahalesinden sonra dinamik olarak değişebileceğini göstermektedir. Bu nedenle, bu sonuçlar yalnızca hipotez üretici olarak görülmeli ve daha geniş, yeterli güce sahip çalışmalarla doğrulanmalıdır.

Kabızlık, PD'deki en yaygın ve yük oluşturan motor dışı semptomlardan biridir19. Kabızlık, yaşam kalitesini düşürebilir, laksatif ihtiyacını artırabilir ve dopaminerjik ilaçların emilimini engelleyebilir. Mevcut kohortta, Wexner kabızlık skorları her iki analitik alt grupta da FMT sonrası azalmıştır; ancak iyileşmenin boyutu ve kalıcılığı takip zaman noktaları arasında farklılık göstermiştir. Bu örüntü, FMT ile bağırsak semptomlarındaki iyileşme arasında zamansal bir ilişki olduğunu düşündürmektedir.

Ayrıca NMSS, PSQI, UPDRS III ve toplam UPDRS skorları dahil olmak üzere çeşitli motor ve motor dışı klinik ölçümlerde değişiklikler gözlemledik. Parkinson hastalığının (PD); gastrointestinal disfonksiyon, uyku bozukluğu, otonom semptomlar, nöropsikiyatrik semptomlar ve motor bozulmanın sıklıkla birlikte seyrettiği çok sistemli bir bozukluk olması nedeniyle bu bulgular dikkat çekicidir. Olası bir açıklama, bağırsak mikrobiyotasının modülasyonunun gastrointestinal motiliteyi, sistemik inflamasyonu, bağırsak bariyer bütünlüğünü, mikrobiyal metabolitleri ve mikrobiyota-bağırsak-beyin ekseni boyunca sinyallemeyi etkileyebileceğidir. Bununla birlikte, PD'deki motor ve motor dışı skorlar; hastalık evresi, dopaminerjik tedavi, uyku kalitesi, ruh hali, otonom disfonksiyon, rehabilitasyon durumu ve günlük aktivite dahil olmak üzere birçok faktörden etkilenmektedir. Bu nedenle, UPDRS, NMSS, PSQI ve ADL ile ilgili ölçümlerdeki değişiklikler, keşifsel klinik gözlemler olarak değerlendirilmelidir.

Bulgularımız, bağırsak mikrobiyotasını PD ile ilişkili klinik heterojenliğe bağlayan önceki çalışmalarla genel olarak tutarlıdır. Yakın tarihli bir çalışma, sağlıklı donörlerden yapılan fekal mikrobiyota transplantasyonunun, bağırsak mikrobiyota kompozisyonu ve fonksiyonel yolaklardaki değişikliklerle birlikte, Parkinson hastalığı olan hastalarda motor ve motor dışı semptomları iyileştirebileceğini bildirmiştir13,20. Önceki bir çalışmada, dürtü kontrol bozukluklarının PD hastalarında α ve β çeşitliliğini anlamlı şekilde etkilemediği görülse de, dürtü kontrol bozukluğu olan hastalarda belirli mikrobiyal taksonların zenginleştiği ve ksenobiyotik yıkımı ile niasin metabolizması gibi yolaklarda potansiyel fonksiyonel farklılıklar gösterdiği belirlenmiştir21. Bir başka çalışma, anksiyetesi olan PD hastalarının değişmiş bağırsak mikrobiyota kompozisyonu ve β-çeşitliliği sergilediğini bildirmiş, bu da bağırsak florası ile PD ile ilişkili motor dışı semptomlar arasındaki olası ilişkiyi daha da desteklemiştir22. Bu çalışmada, mikrobiyal çeşitlilik ve kompozisyon yüksek ve düşük şiddetli alt gruplar arasında farklılık göstermiş ve FMT sonrası birkaç alt grup belirgin mikrobiyal paternler sergilemiştir. Nedensel ilişkiler henüz doğrulanmamış olsa da bu sonuçlar, bağırsak mikrobiyotasının PD'nin çok boyutlu klinik bulgularında rol oynayabileceği olasılığını desteklemektedir.

Bu çalışmada tanımlanan birkaç takson, gut mikrobiyomundaki PD ile ilişkili değişiklikler açısından biyolojik olarak ilgili olabilir. Belirli bakteriler, immün ve metabolik yollar aracılığıyla PD patofizyolojisini etkileyebilir23. Firmicutes, insan bağırsağındaki başlıca Gram-pozitif bakteriyel filumlardan biridir ve kısa zincirli yağ asidi üretimi ile bağırsak bariyerinin korunmasında rol oynayan üyeleri içerir24. Bu çalışmada, filum düzeyinde Firmicutes olarak açıklanan OTU165, klinik değişkenlerle en sık ilişkilendirilen OTU'lardan biriydi. Ancak, Firmicutes gibi geniş taksonomik gruplar fonksiyonel olarak çeşitli üyeler içerir ve bunların biyolojik yorumlamasına ihtiyatla yaklaşılmalıdır. Fekal metagenomik analizler, Firmicutes filumundan Lactobacillus ve onunla ilişkili mikrobiyal epitopların PD hastalarında zenginleştiğini ve inflamatuar belirteçler ile propiyonat fermantasyonu gibi metabolik yollarla ilişkili olduğunu göstermiştir25.Bifidobacterium, potansiyel anti-inflamatuar özelliklere sahip bir bakteriyel cins olup bağırsak mikrobiyal regülasyonuna katkıda bulunabilir; öte yandan Bacteroides, disbiozisinin bozulmuş bağırsak bariyeri fonksiyonu ve artmış inflamatuar yanıtlarla ilişkilendirildiği önemli bir komensal cinstir26,27. Mevcut çalışmada, Bacteroides FP2M_L'de nispeten daha bol bulunurken, Bifidobacterium FP1M_L'de nispeten daha bol bulunmuştur. Bir PD sıçan modelinde, Bifidobacterium breve Bif11 takviyesi motor ve kognitif bozukluğu iyileştirmiş, orta beyindeki inflamatuar faktörleri ve oksidatif stresi azaltmış, kısa zincirli yağ asidi içeriğini ve bağırsak bariyeri fonksiyonunu geri kazandırmıştır28. Önceki çalışmalar ayrıca, PD hastalarında kısa zincirli yağ asidi öncül metabolizmasındaki değişiklikler ve hastalık şiddetiyle ilişkilerle birlikte seyreden değişmiş Bacteroides bolluğunu bildirmiştir29. Bu bulgular, bu çalışmada gözlemlenen taksonların potansiyel biyolojik öneme sahip olabileceğini ancak daha yüksek çözünürlüklü taksonomik analiz ve fonksiyonel validasyon gerektiğini göstermektedir.

Fonksiyonel öngörü analizi, farklı PD alt gruplarının belirgin şekilde farklı öngörülen KEGG yolak zenginleşme modelleri sergilediğini göstermiştir. FB_H grubu; karbonhidrat metabolizması, oksidatif fosforilasyon, çeşitli ortamlarda mikrobiyal metabolizma ve lipopolisakkarit ile ilişkili süreçler gibi yolaklarda öngörülen zenginleşme göstermiştir ki bu durum, yüksek şiddetli gruptaki değişmiş mikrobiyal metabolik potansiyeli yansıtıyor olabilir. Oksidatif fosforilasyon, mitokondrilerin enerji ürettiği ve normal nöronal fonksiyonu sürdürdüğü temel bir süreçtir30. Oksidatif fosforilasyonun bozulması; depresyon ve PD ile ilişkilendirilen enerji eksikliğine, oksidatif strese ve nöroenflamasyona yol açabilir31. Çalışmalar, bağırsak mikrobiyotasının nörotransmitter sentezini, mitofajiyi ve oksidatif stres homeostazını düzenleyerek mitokondriyal disfonksiyonu etkileyebileceğini öne sürmüştür32. PD ile ilişkili genler ayrıca mitokondriyal kompleks I fonksiyonunu bozabilir, ATP üretimini azaltabilir ve Akt yolağını bozarak hastalığın ilerlemesini şiddetlendirebilir33. Ek olarak, Gram-negatif bakterilerin önemli bir bileşeni olan lipopolisakkarit (LPS), nöroenflamatuar yanıtları tetikleyebilir ve hayvan çalışmaları, LPS maruziyetinin mikroglayı aktive edebildiğini, enflamatuar faktörlerin salınımını teşvik edebildiğini, nöral yapıları hasara uğratabildiğini ve Parkinson benzeri davranışsal değişiklikleri tetikleyebildiğini göstermiştir34. Bu çalışmada, bazı düşük şiddetli ve FMT sonrası alt gruplar da amino asit metabolizması, sekonder metabolit biyosentezi, membran transportu, replikasyon ve onarım ile kısa zincirli yağ asidi ile ilişkili metabolizma ile ilgili yolaklarda öngörülen zenginleşme göstermiştir. Ancak, bu yolak sonuçları metagenomik veya metabolomik yaklaşımlarla doğrudan ölçülmek yerine 16S rRNA sekanslamasından çıkarıldığı için keşifsel olarak değerlendirilmelidir.

Bu çalışma ayrıca bağırsak mikrobiyota özellikleri ile PD'deki motor ve motor dışı semptomları yansıtan klinik göstergeler arasındaki ilişkileri değerlendirmiştir. Wexner skoru defekasyon fonksiyonunu yansıtır; Hoehn–Yahr evresi ve UPDRS motor bozulmanın şiddetini değerlendirir; PSQI ve ADL sırasıyla uyku kalitesini ve günlük fonksiyonel yeteneği ölçer ve NPI, anksiyete ve depresyon gibi nöropsikiyatrik semptomları değerlendirir35,36,37. Çeşitli OTU'lar; konstipasyon, uyku bozukluğu, motor bozulma, fonksiyonel durum ve nöropsikiyatrik semptomlarla ilgili klinik ölçeklerle ilişkilendirilmiştir. Önceki randomize kontrollü çalışmalar, FMT'nin PD hastalarında otonom fonksiyonu ve gastrointestinal semptomları iyileştirebileceğini ve bağırsak mikrobiyom karmaşıklığını artırabileceğini bildirmiş olup, FMT'nin uygulanabilir bir yardımcı müdahale olabileceğini öne sürmüştür38. Bir başka çalışma da PD hastalarında bağırsak mikrobiyal çeşitliliğinin değiştiğini, Firmicutes ve Actinobacteria'nın UPDRS III, NMSS, Wexner ve 39 maddelik Parkinson Hastalığı Anketi PDQ-39 skorlarıyla pozitif korelasyon gösterdiğini, buna karşın Bacteroidetes'in bu göstergelerle negatif korelasyonlar sergilediğini bulmuştur39. Bununla birlikte, mevcut çalışmada gözlemlenen korelasyonlar nedensellik kurmamakta olup, bu ilişkilerin yönlülemi dikkatle yorumlanmalıdır.

Güvenlik, nörodejeneratif hastalıklar için FMT'nin değerlendirilmesinde temel bir husustur. Bu kohortta bildirilen yan etkiler temel olarak; gaz çıkarma, ishal, şiddetlenen konstipasyon, bulantı/kusma ve karın ağrısı dahil olmak üzere gastrointestinal sistemle ilgiliydi. Herhangi bir ateş kaydedilmedi ve hiçbir hasta yan etkiler nedeniyle FMT'yi bırakmadı. Bu bulgular, FMT'nin bu küçük kohortta genel olarak tolere edildiğini göstermektedir. Ancak, güvenlik değerlendirmesi retrospektif klinik kayıtlara ve sınırlı sayıda hastaya dayalıydı. Enfeksiyon, aspirasyon, donör kaynaklı patojen iletimi, metabolik komplikasyonlar ve gecikmiş yan etkiler dahil olmak üzere nadir ancak klinik olarak önemli komplikasyonlar dışlanamaz. Gelecekteki prospektif çalışmalar; yan etkilerin standardize edilmiş tanımlarını, aktif güvenlik gözetimini, donör tarama belgelerini ve uzun süreli takibi içermelidir.

Küçük örneklem boyutu (n = 6), kontrol grubunun olmaması, potansiyel sözde tekrarlama ve ortalamaya dönüş riski taşıyan tekrarlı ölçümler tasarımı ile diyet, kabızlık tedavileri, ilaç ayarlamaları ve antibiyotik veya probiyotik kullanımı gibi potansiyel karıştırıcı faktörlerin eksik belgelenmiş olması da dahil olmak üzere çeşitli kısıtlamalar kabul edilmelidir; katılımcılara sonuncuları önlemeleri tavsiye edilmiş olsa da, belgelenmemiş maruziyetler dışlanamaz ve bağırsak mikrobiyotasını etkilemiş olabilir. Ayrıca, Parkinson hastalığı veya diğer nörolojik bozuklukların aile öyküsü sistematik olarak kaydedilmediğinden, genetik veya ailesel katkıların değerlendirilmesi mümkün olmamıştır. Fonksiyonel tahminler, doğrudan metagenomik veya metabolomik ölçümler yerine 16S rRNA verilerine dayandırılmıştır ve birçok OTU yalnızca geniş taksonomik düzeylerde tanımlanmış olup bu durum biyolojik yorumlanabilirliği sınırlamaktadır. Bu kısıtlamalar, bulguların dikkatle yorumlanmasını gerektirmektedir.

Buna rağmen, bu keşifsel çalışma, FMT'nin PD'li hastalarda konstipasyonla ilişkili semptomlarda, seçili motor ve motor dışı klinik skorlarda, gastrointestinal advers olaylarda ve keşifsel bağırsak mikrobiyota profillerindeki değişikliklerle ilişkili olduğunu göstermektedir. Bulgular, öncül gerçek dünya kanıtları sunmakta ve konstipasyon eşlik eden PD'de mikrobiyota odaklı girişimlerin daha fazla araştırılmasını desteklemektedir. Ancak, küçük örneklem boyutu, retrospektif tasarım, tekrarlanan ölçümler yapısı ve kontrol grubunun yokluğu nedeniyle sonuçlar dikkatle yorumlanmalıdır. FMT'nin PD'deki klinik değerini, güvenliğini ve biyolojik mekanizmalarını netleştirmek için standardize edilmiş FMT protokolleri, önceden tanımlanmış klinik son noktalar, titiz güvenlik izlemi ve entegre multi-omik analizlerin yer aldığı prospektif kontrollü çalışmalara ihtiyaç vardır.

Açıklamalar

Çıkar Çatışmaları: Yazarlar herhangi bir çıkar çatışması olmadığını beyan ederler.

Teşekkürler

Bu araştırmaya yardımcı olan ve destek veren tüm meslektaşlarımıza teşekkürlerimizi sunarız. İş birlikleri ve teşvikleri çalışmalarımız için paha biçilmez olmuştur.

Finansman: Bu araştırma, Jiangsu Eyaleti Yaşlı Sağlığı Ana Programı (LKZ2022004) tarafından desteklenmiştir.

Malzemeler

Bu makalede kullanılan malzemelerin listesi
AdŞirketKatalog numarasıYorumlar
MiSeq SistemiIllumina, Inc.SY-410-100316S rRNA V3 için kullanılan masaüstü kısa okuma dizileme platformu–2 ile V4 amplikon sekanslama × 300 bp çift uçlu (paired-end) kimyası.
Metagenome@KINWorld Fusion Co., Ltd.v2.2.1; https://www.w-fusion.com/metagenome16S rRNA taksonomik ataması ve mikrobiyota topluluk analizi için kullanılan ticari yazılımlar.
Mikrobiyal Tanımlama Veritabanı (bakteriyel)TechnoSuruga Laboratory Co., Ltd.DB-BA, veritabanı v10.0; https://www.tecsrg.co.jp/services/enki/Mikrobiyal tanımlama için kullanılan bakteriyel 16S rDNA referans veri tabanı.
341F primeriBGI Genomics Co., Ltd.Özel oligonükleotid; katalog numarası yokİleri primer dizisi: 5′-CCTACGGGNGGCWGCAG-3′.
805R primeriBGI Genomics Co., Ltd.Özel oligonükleotid; katalog numarası yokTers primer dizisi: 5′-GACTACHVGGGTATCTAATCC-3′.
16S rRNA geni dizileme hizmetiBGI Genomics Co., Ltd. (Wuhan, Çin)https://www.bgi.com/us/sequencing-services/rna-sequencing-solutions/16s18s-its-sequencing/ **16S, 18S ve ITS Sekanslama** **Mikrobiyota Analizleri İçin Güçlü Çözümler** 16S, 18S ve ITS sekanslama, mikrobiyota kompozisyonunu analiz etmek için yaygın olarak kullanılan amplikon sekanslama yöntemleridir. BGI, yüksek kaliteli veriler ve kapsamlı analizler sunarak karmaşık mikrobiyom örneklerinin derinlemesine incelenmesini sağlar. **Hizmet Kapsamı** **16S rRNA Sekanslama (Bakteri ve Arkeler)** Prokaryotik toplulukların analizinde altın standart olan 16S rRNA geni, taksonomik sınıflandırma ve çeşitlilik analizleri için kullanılır. * V1-V3, V3-V4 veya V4-V5 gibi spesifik hiperdeğişken bölgelerin hedeflemesi. * Bakteriyel kompozisyon, alfa ve beta çeşitlilik analizleri. * Fonksiyonel tahmin analizleri (PICRUSt vb.). **18S rRNA Sekanslama (Ökaryotlar)** Mantarlar, protistler ve diğer ökaryotik mikroorganizmaların tanımlanması için kullanılır. * Ökaryotik mikrobiyota profilleme. * Çevresel ve klinik örneklerdeki ökaryotik toplulukların analizi. **ITS Sekanslama (Mantarlar)** İç Transkribe Edilmiş Ara Bölge (ITS), mantarların tanımlanması ve ayırt edilmesi için en yaygın kullanılan barkod bölgesidir. * Yüksek çözünürlüklü mantar taksonomisi. * Mikolojik topluluk yapılarının belirlenmesi. **BGI'nın Avantajları** * **Yüksek Verimlilik ve Derinlik:** Gelişmiş sekanslama platformları ile düşük bolluğa sahip türlerin bile tespit edilmesini sağlayan yüksek veri derinliği. * **Standartlaştırılmış İş Akışı:** DNA ekstraksiyonundan biyoenformatik analize kadar tüm süreçlerde yüksek kalite kontrol standartları. * **Kapsamlı Biyoenformatik Analiz:** Ham verilerin işlenmesi, gürültü giderme, OTU veya ASV belirleme ve detaylı istatistiksel raporlama. * **Esnek Çözümler:** Farklı örnek türlerine (toprak, su, doku, dışkı vb.) uygun optimize edilmiş protokoller. **Uygulama Alanları** * **Çevre Bilimleri:** Toprak ve su ekosistemlerinin mikrobiyel çeşitliliği. * **Tıp ve Sağlık:** İnsan bağırsak, ağız ve cilt mikrobiyomu; hastalıklarla ilişkili disbiyozis çalışmaları. * **Tarım ve Hayvancılık:** Bitki ve hayvan konakçılarındaki simbiyotik ve patojenik mikroorganizmaların incelenmesi. * **Gıda Güvenliği:** Gıda üretim süreçlerindeki mikrobiyal kontaminasyon ve fermentasyon analizleri.Ticari sekanslama sağlayıcısı; kütüphane hazırlama, sekanslama ve ilk kalite kontrolünü gerçekleştirmiştir.
Eppendorf Safe-Lock mikrosantrifüj tüpleri, Biopur, 1,5 mLEppendorf SE'0030121589Dışkı örneklerini saklamak üzere porsiyonlara ayırmak için kullanılan steril polipropilen tüpler −80 °C.
LEfSeSegata Lab/bioBakeryv1.1.2; https://github.com/SegataLab/lefseDiferansiyel bolluktaki taksonların ve öngörülen yolakların belirlenmesinde kullanılan doğrusal ayrıştırma analizi etki büyüklüğü yazılımı.
Tax4Fun2Tax4Fun2 geliştirme ekibiv1.1.5; https://github.com/fjossandon/Tax4Fun216S rRNA verilerinden Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes fonksiyonel profillerini çıkarmak için kullanılan R paketi.
microeco R paketiChi Liu ve katkıda bulunanlarv1.15.0; https://cran.r-project.org/package=microecoMikrobiyal bolluk ve çeşitlilik analizleri için topluluk ekolojisi analiz ve görselleştirme paketi.
R yazılımıR Foundation for Statistical ComputingVersiyonu belirtilmemiştir; https://www.r-project.org/Klinik ve mikrobiyom analizleri için kullanılan istatistiksel hesaplama ortamı; kesin versiyon yazarlar tarafından teyit edilmelidir.
GenFMTer otomatik fekal mikrobiyota saflaştırma sistemiNanjing FMT Medical Co., Ltd.Model: GenFMTer; https://en.fmtmed.com/Fekal mikrobiyota süspansiyonunun standardize santrifüjasyonu, yıkanması ve hazırlanması için kullanılan otomatik sistem.

Kaynaklar

  1. 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.
  2. 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.
  3. 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.
  4. 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.
  5. 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.
  6. 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.
  7. 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.
  8. 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.
  9. 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.
  10. 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.
  11. 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.
  12. Scheperjans F, et al. Fecal microbiota transplantation for treatment of Parkinson disease: a randomized clinical trial. JAMA Neurol. 2024;81(9):925–38.
  13. 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.
  14. 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.
  15. 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.
  16. 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.
  17. 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.
  18. 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.
  19. Yao L, et al. Constipation in Parkinson's disease: a systematic review and meta-analysis. Eur Neurol. 2023;86(1):34–44.
  20. 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.
  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.
  22. 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.
  23. 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.
  24. 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.
  25. 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.
  26. 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.
  27. 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.
  28. 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.
  29. 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.
  30. Trigo D, et al. Mitochondria, energy and metabolism in neuronal health and disease. FEBS Lett. 2022;596(9):1095–110.
  31. 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.
  32. 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.
  33. 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.
  34. 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.
  35. 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.
  36. 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.
  37. 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.
  38. 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.
  39. 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.

Yeniden basım ve izinler

Etiketler

Ba rsak MikrobiyotaMikrobiyal e itlilik16S RNA DizilemeTaksonomik KompozisyonFonksiyonel ng rAlfa e itlili iBeta e itlili iMikrobiyal Zenginlik
Bize ulaşın
Kütüphaneye tavsiye et

Gizlilik

Kullanım Şartları

İlkeler

Telif hakkı © 2026 MyJoVE Corporation. Tüm hakları saklıdır.