研究背景:硫唑嘌呤（Azathioprine,AZA）广泛用于治疗炎症性肠病（Inflammatory Bowe Disease,IBD）,然而AZA疗效和不良反应的发生率存在明显个体差异,部分AZA治疗患者因无法耐受其毒副作用而中断治疗,尤其是白细胞减少这危及生命的严重不良反应,AZA活性代谢物6-硫鸟嘌呤核苷酸（6-TGN）浓度水平可以作为AZA疗效和毒性判断的重要标志物。6-TGN的治疗药物监测（TDM）是IBD临床药学监护的常规工作。研究表明,巯基嘌呤甲基转移酶（TPMT）及三磷酸核苷酸二磷酸水解酶15（NUDT15）等AZA关键代谢酶的基因多态性与其疗效和毒副作用相关,然而其作为AZA毒性预测的TDM标志物依然不足。肠道菌群作为代谢“器官”,在个体内部组成特征上存在很大变异,肠道菌群多样性影响个体对特定药物的反应,进而改变体内药物及其代谢物其药物代谢动力学特征。目前研究人员多伪无菌（PGF）模型研究肠道菌群对药物代谢影响。生物信息学研究显示,肠道菌群具有代谢巯基嘌呤化合物所需的代谢酶。体外孵育实验发现大肠杆菌DH5α菌株可以将巯基嘌呤药物转化成硫鸟嘌呤核苷酸,患者肠道菌群中AZA相关酶活性变化可能比宿主酶变异更为明显。此外,诸多研究表明肠道菌群在预测和治疗IBD中起着至关重要的作用。因此,在AZA代谢物体内暴露监测及TPMT、NUDT5基因多态性检测基础上,进一步开展肠道菌群多样性与AZA代谢的相关性研究,有望为AZA-TDM及IBD个体化药物治疗提供新的思路。研究目的:本课题旨在研究探讨肠道菌群组成变异在AZA代谢差异中的作用,并通过建立PGF模型与对照组对比分析肠道菌群介导的AZA生物转化对口服AZA后主要代谢产物药代动力学的影响。研究方法:（1）采用混合抗生素作为饮用水建立PGF模型。利用qPCR实验方法检测肠道菌群16S r RNA基因丰度在模型建立期间的变化。（2）通过Sanger基因测序检测对照组及PGF组宿主TPMT和NUDT15基因型变化,通过Western Blot检测XO和TPMT在宿主肝中表达情况。（3）提取大鼠粪便肠菌酶与AZA进行体外孵育,利用超高效液相色谱-高分辨质谱联用技术对孵育样本进行定性分析,超高效液相色谱串联质谱法定量分析孵育样本中6-TGN与6-MMP浓度。（4）PGF模型建立成功后,进行AZA体内药物代谢动力学研究,通过超高效液相色谱串联质谱法定量AZA活性代谢物6-TGN和6-甲基巯基嘌呤（6-MMP）全血药物浓度。使用Phoenix Win Nonlin软件（Version 8.3.2.116,美国Certara）分析6-TGNs和6-MMP血药浓度-时间数据,以非房室模型计算其药代动力学参数。（5）通过粪便16S r RNA测序分析其分类学特征,探讨肠道菌群多样性与药物代谢动力学差异的相关性,将体外肠菌酶孵育结果与测序结果进行RDA冗余分析。研究结果:（1）qPCR结果显示抗生素干预1周后肠道菌群16S r RNA基因丰度及物种多样性均显著下降。连续AZA给药亦导致肠道菌群紊乱。（2）对照组及PGF组宿主TPMT与NUDT15基因未突变,两组肝中TPMT与XO蛋白表达无统计学差异。（3）肠道菌群参与AZA转化,大鼠肠道菌群结构变异可改变6-TGN和6-MMP单次药代动力学特征。（4）肠道菌群多样性与AZA体内代谢差异存在相关性,并发现肠道菌群代谢AZA生成6-TGN和6-MMP的相关菌属标志物。研究结论:本研究发现肠道菌群介导的AZA代谢可改变口服AZA后6-TGN体内暴露量,且肠道菌群多样性与AZA体内代谢差异相关,大肠志贺杆菌、普雷沃氏菌科UCG-001、拟杆菌属和罗斯拜瑞氏菌有望成为AZA-TDM标志物。提示在个性化AZA治疗策略中应关注肠道菌群状态。