数十种与多发性硬化症相关的肠道细菌

由加州大学旧金山分校的科学家领导的一个国际研究联盟表明，多发性硬化症 (MS) 患者和健康个体的肠道细菌谱之间以及接受不同药物治疗的多发性硬化症患者之间存在显着差异。虽然其中一些变化之前已经报道过，但大多数都是第一次报道。该小组还发现了这些细菌可能影响疾病发展和治疗反应的新机制。

近年来，科学家们越来越多地将肠道细菌与许多疾病联系起来——不仅仅是肠道疾病——包括糖尿病和关节炎。微生物组研究领域在 2010 年代初随着 DNA 测序的进步真正打开了大门，这使科学家们能够详细了解粪便、血液、粘膜组织和皮肤样本中存在哪些细菌。

直到最近，大多数表明肠道细菌和 MS 之间存在联系的实验证据都来自对小鼠的研究。对人类的研究提供了不一致的结果——部分原因是参与者人数较少，以及未能筛选出环境对个体微生物组的影响。一个人居住的地方——农村或城市，山顶或炼油厂旁边——对我们体内的细菌起着重要作用。

为了克服这些限制，参与国际多发性硬化症微生物组研究 (IMSMS) 的科学家联盟从三大洲招募了大量 MS 患者，并从与患者相同的家庭中选择了基因无关的对照。这是第一次在如此大规模的研究中使用这种方法。

该研究于 2022 年 9 月 15 日发表在《细胞》杂志上，描述了 576 名患者的肠道微生物组谱与、英国、西班牙和阿根廷同等数量的家庭对照之间的差异。这些发现可能会导致涉及操纵微生物组或饮食干预的新疗法。

“这是该领域未来几年将使用的参考研究，”Heidrich Family and Friends Endowed 神经病学主席、加州大学旧金山分校威尔神经科学研究所成员 Sergio Baranzini 博士说。这项新研究的主要作者。

通过他们的创新方案，Baranzini 和他的同事们能够识别出数十种与 MS 相关的新细菌物种，并确认以前只与该疾病相关的其他物种。“与对照组相比，MS 中存在差异的物种数量让我们感到惊讶，”Baranzini 说。

他们还发现，细菌种类变异的最大来源与参与者的地理位置有关，这证实了饮食中位置和局部变化对肠道微生物组的重要性。变异的第二大来源是参与者的疾病状态，这是研究人员所预期的。

该研究是 iMSMS 进行的系列研究中的第二项，iMSMS 是一个国际联盟，成立于 2015 年，旨在确定肠道细菌在 MS 疾病易感性、进展和治疗反应中的作用。第一项研究验证了家庭控制方案，表明它增加了基于人群的微生物组研究的统计能力。

Baranzini 承认，这项研究的结果主要是描述性的。“在研究微生物组时，通常会问两个问题，”他说。“第一个是‘谁在那儿?’ 这就是我们在这篇论文中试图回答的问题。第二个是，‘他们在做什么?’”

回答第二个问题需要对单个细菌进行机制研究，以了解它们的代谢特征。尽管如此，研究人员还是通过研究这些细菌编码的潜在途径，对他们发现的细菌正在做什么有了一些暗示。

“了解了我们能够在病例和对照中识别出哪些物种的哪些基因，我们现在可以开始重建哪些潜在途径在患者和对照中是活跃的，”Baranzini 说。

例如，研究小组发现的一些与 MS 相关的细菌似乎在帮助人类处理植物纤维方面发挥了作用，而这些副产品在 MS 患者中的浓度往往会增加。其他物种似乎对炎症和细胞的能量产生机制有影响。

研究人员还发现，使用称为干扰素 β-1a 的免疫调节剂(最古老的 MS 疗法)治疗的患者粪便中的短链脂肪酸浓度较低，而血液中的浓度较高。短链脂肪酸以其抗炎特性而闻名，因此这表明干扰素通过增加这些分子从肠道到血流的运输而起作用，Baranzini 说这可能是干扰素的作用机制之一。

iMSMS 小组将继续招募患者，扩展到德国和加拿大，直到队列中的参与者总数达到 2000 人。从今年秋天开始，他们还将在两年内跟踪一部分患者，看看他们的肠道微生物群在对治疗、生活方式改变和疾病进展的反应。这些研究的所有数据都将公开。

“这是一个只有合作才能实现大科学的例子，”他补充说。“在 iMSMS 中，我们真正将微生物组研究领域和多发性硬化症领域最优秀、最聪明的研究人员聚集在一起，他们都在朝着同一个目标努力。”