爱荷华大学医疗保健
随着益生元或益生菌食品和补充剂的广告随处可见，大多数人都熟悉肠道微生物组——定植在我们消化道中的数万亿细菌、真菌和病毒——以及保持肠道微生物组健康可以改善我们整体健康的理念。但身体的其他区域也拥有自己独特的微生物组，研究人员现在开始探索这些微生物生态系统在健康和疾病中所起的作用。
爱荷华大学医疗保健研究人员对与多发性硬化症（MS）相关的口腔微生物组进行了迄今为止最全面的基因和代谢分析。多发性硬化症是一种会损伤大脑和脊髓神经的进行性自身免疫疾病。他们发现，与健康个体相比，多发性硬化症患者拥有独特的（失调的）口腔微生物组。
"尽管肠道微生物组长期以来一直与多发性硬化症相关联，但口腔微生物组——我们口腔中丰富的微生物生态系统——却受到了远少的关注，尽管它是人体中多样性排名第二的微生物组，并且已与其他神经系统疾病（如阿尔茨海默病）和炎症性疾病（如类风湿关节炎）相关联，"爱荷华大学病理学教授、该新研究的高级作者阿舒托什·曼加拉姆（Ashutosh Mangalam）博士说道。该研究最近发表在《npj生物膜与微生物组》（npj Biofilms and Microbiomes）期刊上。
"你的口腔可能比你想象的更能揭示你的整体健康状况，"他补充道。"我们的研究表明，多发性硬化症患者的唾液中存在可测量的细菌和代谢物差异。这不仅仅是失去一些有益细菌的问题；这表明多发性硬化症患者的口腔生态系统出现了崩溃。"
虽然有一些可以减缓多发性硬化症进展的治疗方法，多发性硬化症会导致肌肉无力、平衡问题以及视力和思维问题，但目前尚无治愈多发性硬化症的方法。
从这项新研究中获得的知识最终可能帮助医生开发基于唾液的简单检测方法来检测或监测多发性硬化症，并可能为替换或恢复有益细菌的新一类多发性硬化症治疗方法打开大门。
多发性硬化症的特点是益生菌减少，有害菌增多
曼加拉姆和他的团队使用鸟枪法宏基因组测序（shotgun metagenomic sequencing）和非靶向代谢组学（untargeted metabolomics）来研究口腔中整个细菌群落的变化以及这些生物产生的小分子（代谢物）如何影响多发性硬化症。
他们分析了50名复发缓解型多发性硬化症（RRMS，最常见的多发性硬化症形式）患者和50名健康对照者的唾液。与健康人相比，多发性硬化症患者的口腔微生物组紊乱。这种不平衡主要表现为有益的"早期定植"细菌（如链球菌属Streptococcus和放线菌属Actinomyces，它们是健康口腔群落的基石）的减少，以及可能致病的细菌（包括具核梭杆菌Fusobacterium nucleatum、牙龈卟啉单胞菌Porphyromonas gingivalis和几种普雷沃氏菌Prevotella物种）的增加。
唾液的代谢谱——衡量患者和细菌产生的小分子（代谢物）的指标——也存在差异。多发性硬化症患者的保护性代谢物次牛磺酸（hypotaurine）水平降低，次牛磺酸参与抗氧化防御和神经健康。研究表明，次牛磺酸水平的降低可能与多发性硬化症口腔微生物组中改变的细菌有关。
综合来看，这些发现表明口腔微生物和代谢变化可能促进多发性硬化症中的炎症和疾病进程。
研究人员还开发了一种名为主题建模（topic modeling）的新颖机器学习方法，使他们能够识别作为群落共存的细菌群组。该分析揭示了健康个体特有的微生物网络，并显示多发性硬化症患者中五个微生物群落显著减少。这种损失表明维持口腔健康的协作微生物网络出现了根本性崩溃。
"这种多组学方法揭示了细菌组成、功能和代谢谱如何相互关联，突出了可能影响多发性硬化症中炎症和免疫失调的特定细菌分类群和代谢特征，"曼加拉姆说。"这些发现提供了迄今为止关于多发性硬化症中口腔微生物、细菌功能和宿主代谢之间关系的最详细视图之一。这些结果扩展了我们对多发性硬化症的理解，超越了肠道和大脑，并将口腔突显为免疫-微生物相互作用的另一个重要场所。"
口腔微生物组为新诊断方法和疗法提供了机会
这些新发现可能会带来更好的诊断、监测甚至治疗多发性硬化症的方法。
由于唾液采集简单且无创，口腔微生物组和代谢组可能成为监测疾病活动或治疗反应的宝贵生物标志物。例如，微生物组分析可用于创建多发性硬化症的诊断特征，而测量唾液中的次牛磺酸水平可以成为简单、无创的生物标志物，辅助诊断或疾病监测。
此外，由于口腔微生物组比肠道微生物组更容易接触和操控，这些发现可能为一类新的多发性硬化症治疗方法打开大门，即通过替换或恢复有益细菌来改善疾病管理和患者预后。
这支多学科研究团队包括来自爱荷华大学卡弗医学院（UI Carver College of Medicine）、牙科学院（College of Dentistry）、公共卫生学院（College of Public Health）、护理学院（College of Nursing）和霍尔登综合癌症中心（Holden Comprehensive Cancer Center）的科学家。除曼加拉姆外，团队成员还包括第一作者、曼加拉姆实验室的研究生瑞秋·菲茨杰雷尔斯（Rachel Fitzjerrells），以及李安·阿吉拉·梅扎（Leeann Aguilar Meza）、米塔·亚达夫（Meeta Yadav）、希娜·奥拉尔德（Heena Olalde）、米谢勒·保罗勒斯（Mishelle Paullus）、杰米·黄（Jemmie Hoang）、凯瑟琳·切温（Catherine Cherwin）、特雷西·乔（Tracey Cho）、格兰特·布朗（Grant Brown）和苏基尔特·M·加内桑（Sukirth M. Ganesan）。
该研究部分得到了美国国立卫生研究院（National Institute of Health）资助的支持。
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