“科學界已經接受了腸道微生物對人類免疫系統健康很重要的觀點，但這種假設的資料來自動物研究，”紀念斯隆-凱特琳癌症中心繫統生物學家Joao Xavier說。“而我們有一個非常好的機會了解接受血癌治療的人群的微生物群組成變化。”

研究中使用的資料來自接受異基因幹細胞和骨髓移植（BMT）的人。在強烈的化療或放療被用來破壞癌細胞後，病人的造血系統被供體的幹細胞所取代。在捐獻者的血細胞（包括構成免疫系統的白血球）建立自己之前的幾個星期裡，病人極易受到感染。在這段時間裡，為了保護他們，病人被給予抗生素。

但這些抗生素中的許多都有有害的副作用，即破壞腸道內健康的微生物群，讓危險的菌株佔據上風。當病人的免疫系統重建後，抗生素停止使用，腸道微生物群開始慢慢恢復生長。

這兩個免疫系統的修復給了我們一個獨特的機會來分析這兩個受損的免疫系統之間的聯絡。

十多年來，MSK的BMT服務人員在整個BMT過程中定期收集和分析患者的血液和糞便樣本。MSK的Lucille Castori微生物、炎症和癌症中心的工作人員對細菌DNA進行了處理，該中心在建立大量微生物群資料集方面發揮了關鍵作用。

“我們每天都收集樣本，這樣我們就能真正看到每天發生的事情。微生物群的變化是迅速和戲劇性的，幾乎沒有其他環境可以讓你看到它們，” Marcel van den Brink博士說。

MSK團隊建立的資料庫包含了不同時期病人腸道中微生物種類的詳細資訊。隨後，包括Jonas Schluter博士和Xavier在內的計算團隊使用機器學習演算法來挖掘電子健康記錄中有意義的資料。健康記錄中的資料包括血液中存在的免疫細胞型別、患者服用藥物的資訊以及患者所經歷的副作用。

分析這麼多資料是一項艱鉅的任務。Schluter博士當時是Xavier博士實驗室的博士後研究員，他為此開發了新的統計技術。

“這項研究的目的並不是說某些微生物對免疫系統是‘好的’還是‘壞的’，”Xavier博士解釋說。“這是一段複雜的關係。我們想要增加或減少的免疫細胞的亞型每天都在變化，這取決於身體裡發生了什麼。重要的是，現在我們有了研究這個複雜生態系統的方法。”

研究人員說，他們還計劃將他們的資料應用於研究接受其他癌症治療的患者的免疫系統。

他們以前的研究使用了從這項工作中收集的樣本，研究了在骨髓移植過程中腸道微生物群如何影響患者的健康。一項發表於2020年2月的研究報告稱，腸道微生物群中物種的多樣性更大，與BMT後的死亡風險較低相關。研究還發現，移植前微生物群的多樣性較低，導致移植物抗宿主病的發生率較高，這是供體免疫細胞攻擊健康組織的潛在致命併發症。

參考文獻The gut microbiota is associated with immune cell dynamics in humans