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Animal Health

Preparation of Fecal Microbiota Transplantation Products for Companion Animals

정리일 2026-10-14

Preparation of Fecal Microbiota Transplantation Products for Companion Animals

TL;DR

개와 고양이의 분변미생물이식(FMT) 제품을 이중 원심분리로 제조하는 프로토콜을 제시하고, 처리 방법이 미생물 군집 구조와 배양 기반 대용 생존성에 미치는 영향을 평가하였다. 처리 과정은 전체 군집 구조를 유의하게 바꾸지 않았고, 냉동보존제와 동결건조 보존제는 최대 6개월 장기 생존성을 유의하게 개선하였다.

1. 연구 배경 및 동기

  • 다루는 문제: FMT는 소동물 의학에서 위장관 및 비위장관 질환 치료에 점점 더 쓰이고 있다. 임상적 효능이 입증되었다고 하나, 다양한 임상 환경의 수의사를 위한 FMT 제품의 제조와 보관에 관한 상세 프로토콜은 없다.
  • 기존의 공백 / 왜 필요한가: 수의사가 쓸 수 있는 FMT 제품의 제조·보관 프로토콜이 부족하다.

2. 관련 연구

  • 기존 연구 흐름: 분변 처리에는 사람 의학 문헌에서 변형한 이중 원심분리 프로토콜을 사용하였다. 공여견·공여묘는 Companion Animal FMT Consortium 지침에 따라 선별하였다.
  • 이 논문의 위치: 검증된 공여 동물의 분변으로 처리 방법, 냉동보존제, 저장 조건의 영향을 군집 구조와 대용 생존성 두 측면에서 평가하고 상세 프로토콜을 제공한다.

3. 핵심 기여

  1. 개와 고양이 FMT 제품의 제조·보관 프로토콜 제시
  2. 처리 과정이 미생물 군집 구조에 미치는 영향 평가
  3. 냉동보존제와 동결건조 보존제가 장기 생존성에 미치는 영향 평가

4. 제안 방법론

  • 전체 접근 논리: 16S rRNA 유전자 amplicon 서열 분석으로 군집 구조를, 선택 배지 배양으로 대용 생존성(집락 형성 단위)을 평가하였다. 집락 형성 단위는 잠재적 생존 미생물의 일부만 나타내는 대용 지표로 본다.
  • 단계:
    • 선별된 개 공여견 4마리와 고양이 공여묘 6마리의 분변을 이중 원심분리 프로토콜로 호기적으로 처리
    • 추가 공여견 3마리의 신선 분변으로 냉동보존제, 원심분리, 단기 저장의 영향을 군집 구조와 대용 세균 생존성으로 평가
    • 또 다른 개 3마리와 고양이 3마리의 신선 분변으로 동결 및 동결건조 FMT 제품 3종의 장기 대용 생존성 평가

5. 실험 설정

항목 내용
대상/재료 OSU Companion Animal Fecal Bank의 선별된 개 공여견(본문 표에 7마리)과 고양이 공여묘 6마리 (초록 기준 일부는 군집 구조 평가용, 일부는 보존제·저장 평가용)
처리 조건 미처리(raw), 0.9% 생리식염수+10% 글리세롤, 이중 원심분리 슬러리(10% 글리세롤 또는 25% maltodextrin·trehalose 첨가), 동결(-80도)과 동결건조 저장 (동결건조 제품은 실온 저장), 장기 평가는 6개월
대조군 보존제 없는 미처리 분변
측정 방법 16S rRNA V4 영역 amplicon 서열 분석(Illumina MiSeq), 선택 배지 호기·혐기 배양 집락 형성 단위

6. 실험 결과 분석

지표 변화(Δ) 조건 · 유의성
공여견별 미생물 프로필 각 공여견은 고유한 미생물 프로필을 가짐 amplicon 서열 분석
처리의 군집 구조 영향 개와 고양이 분변 처리는 전체 미생물 군집 구조를 유의하게 바꾸지 않음 이중 원심분리 프로토콜
장기 생존성 냉동보존제와 동결건조 보존제 첨가가 최대 6개월 동안 생존성을 유의하게 개선 동결 및 동결건조 FMT 제품, 보존제 없는 미처리 분변 대비

7. 비판적 평가

강점

  • 개와 고양이 공여 동물을 모두 포함하고 상세 프로토콜을 제공
  • 군집 구조 분석과 배양 기반 생존성 평가를 병행

한계 · 의문

  • 집락 형성 단위는 잠재적 생존 미생물의 일부만 반영하는 대용 지표임
  • 수혜 동물에서의 in vivo 평가가 없음

8. 향후 연구 방향

  • FMT 제품의 제조와 미생물 생존성이 수혜 동물의 미생물군과 여러 질환의 임상 결과에 미치는 영향에 대한 in vivo 연구

9. 결론

이 접근은 수의학에서 FMT 제품을 제조하는 방법으로서 실용적임을 보였고, 연구자와 임상 수의사를 위한 상세 프로토콜을 제공한다. 수혜자의 미생물군과 임상 결과에 미치는 영향은 후속 in vivo 연구가 필요하다.

Keywords

fecal microbiota transplantation, companion animals, canine, feline, cryopreservation, lyophilization, 16S rRNA, microbial viability

원문 그림

Fig 1. Schematic illustration of FMT processing with double centrifugation.
Fig 1. Schematic illustration of FMT processing with double centrifugation.
Fig 2. Fecal microbiota composition clusters by individual canine donors, regardless of cryopreservative or processing technique. A/B) Principal coordinate analy­
Fig 2. Fecal microbiota composition clusters by individual canine donors, regardless of cryopreservative or processing technique. A/B) Principal coordinate analy­
Fig 3. Fecal microbiota composition does not consistently cluster by individual feline households. A) Principal coordinate analysis (PCoA) ordination was calcu­
Fig 3. Fecal microbiota composition does not consistently cluster by individual feline households. A) Principal coordinate analysis (PCoA) ordination was calcu­
Fig 4. Fecal processing and lyophilization does not significantly impact alpha diversity (Shannon index). A,B) Double centrif­
Fig 4. Fecal processing and lyophilization does not significantly impact alpha diversity (Shannon index). A,B) Double centrif­
Fig 5. The in vitro surrogate bacterial viability of four fresh, frozen, and lyophilized canine FMT products. After freezing, the centrifuged 10% glycerol FMT prod­
Fig 5. The in vitro surrogate bacterial viability of four fresh, frozen, and lyophilized canine FMT products. After freezing, the centrifuged 10% glycerol FMT prod­
Fig 6. The identity of viable surrogate bacteria grown using selective agar in aerobic and anaerobic environments from canine FMT
Fig 6. The identity of viable surrogate bacteria grown using selective agar in aerobic and anaerobic environments from canine FMT
Fig 7. The long-term in vitro surrogate bacterial viability of canine and feline FMT products frozen at -80°C for six months. All canine FMT products exhibited
Fig 7. The long-term in vitro surrogate bacterial viability of canine and feline FMT products frozen at -80°C for six months. All canine FMT products exhibited
Fig 8. The long-term in vitro surrogate bacterial viability of lyophilized canine and feline FMT products stored at room temperature. In dogs and cats, lyophiliza­
Fig 8. The long-term in vitro surrogate bacterial viability of lyophilized canine and feline FMT products stored at room temperature. In dogs and cats, lyophiliza­

원문 그림 · 라이선스: cc-by

paperfecal-microbiota-transplantaticompanion-animalscaninefelinecryopreservationlyophilization