科学家们发现,肠道真菌的变化,受基因和饮食的影响,可能会影响多发性硬化症患者的疾病严重程度,为基于微生物组的新疗法铺平了道路。
研究:探索多发性硬化症中的真菌群落:其对疾病发展和进展的影响。图像来源:Troyan/Shutterstock.com
一项发表在《Frontiers in Immunology》上的新研究表明,人类肠道微生物群中的真菌成分与多发性硬化症(一种慢性自身免疫性中枢神经系统疾病)的发展和进展有关联,并可能对其产生影响。
背景
多发性硬化症(MS)是一种进行性神经退行性疾病,当人体的免疫系统错误地攻击大脑中神经纤维的保护层(髓鞘)时发生。这导致炎症、神经损伤以及大脑与身体其他部分之间的通信中断。
遗传、环境和生活方式因素对MS的发展和进展有显著影响。最近的证据还表明,人类肠道微生物群的免疫调节作用与MS的发病机制有关。尽管大多数研究特别关注肠道细菌群落在MS中的作用,但最近的一些证据突出了肠道真菌群落(mycobiota)的参与。
在MS患者中,观察到抗白色念珠菌(Candida albicans)特异性抗体的丰度增加。白色念珠菌是肠道微生物群中最常见的真菌成员,当其丰度较低时通常是无害的。白色念珠菌的特定酶活性也与疾病的严重程度相关。
鉴于mycobiota在MS发病机制中的潜在作用,本研究调查了不同治疗条件和疾病阶段的MS患者的肠道mycobiota组成。主要目的是解码肠道真菌群落、免疫功能和遗传风险因素之间可能存在的关联。
研究
该研究涉及50名MS患者和25名健康个体作为对照。从参与者中收集粪便和血液样本,用于mycobiota的特征分析和风险因素分析。
两个炎症风险因素,钙卫蛋白(calprotectin)和几丁质酶(chitotriosidase),以及最强的遗传风险因素HLA-DRB1*15变体被分析。几丁质酶是一种重要的MS生物标志物,已与从MS患者脑脊液中分离出的真菌有关。钙卫蛋白是另一种重要的具有强效抗真菌活性的生物标志物。
HLA-DRB1*15基因变体是MS的最主要风险因素,在调节T细胞介导和抗体介导的免疫反应中起关键作用。其中,HLA-DRB1*1501和HLA-DRB1*1503变体与MS的易感性最强,已被证明与真菌感染的发生率增加有关。
参与者还完成了食物频率问卷,以评估饮食成分对真菌种群的影响。
关键发现
研究结果表明,MS患者的真菌丰度和多样性趋势上高于健康个体,尽管总体多样性指标的差异在统计学上不显著。特定的真菌属,包括酵母属(Saccharomyces)、托鲁拉酵母属(Torulaspora)和马拉色菌属(Malassezia)在数据集中显示出显著的模式。然而,托鲁拉酵母属(Torulaspora)和德巴利酵母属(Debaryomyces)更常见于未经治疗的MS患者,而酵母属(Saccharomyces)则更常见于对照组。
研究发现,MS患者的mycobiota谱与MS遗传风险因素HLA-DRB1*15变体之间存在强关联,携带HLA-DRB1*1501变体的患者发展为严重MS的风险更高。具体来说,携带HLA-DRB1*1501变体的患者中德巴利酵母属(Debaryomyces)和塔拉菌属(Talaromyces)的丰度更高。相反,非携带者表现出更高的枝孢菌属(Cladosporium)丰度。
关于MS生物标志物,研究发现某些真菌群与血液中的钙卫蛋白和几丁质酶水平之间存在疾病特异性相关性,但群体水平的生物标志物差异通常不显著。例如,几丁质酶水平在MS患者中随着年龄的增长而增加。它们在预后较差的未经治疗患者中趋势更高,而钙卫蛋白水平被发现影响mycobiota的组成,但在患者和对照组之间没有显著差异。
关于饮食习惯的影响,研究发现MS患者的胆固醇摄入量显著高于健康个体。这种增加的胆固醇摄入与肠道mycobiota组成的显著变化相关,突出了MS中的脂质代谢改变。
研究意义
该研究提供了关于MS发病机制和进展过程中可能伴随的肠道真菌种群变化的新见解。关于真菌生物标志物、遗传风险因素和饮食习惯之间的关联的发现将有助于更好地理解MS的发病机制,并支持潜在的mycobiota靶向治疗的开发。
研究确定了马拉色菌属(Malassezia)作为一个与MS严重程度和残疾相关的真菌属,尽管整体mycobiome多样性(Shannon指数)比任何单一属更能预测严重程度。马拉色菌属对大脑中的脂质有高亲和力,加上MS中的免疫抑制和血脑屏障破坏,这可能促进马拉色菌进入大脑并随后导致疾病进展。
总体而言,研究中关于特定真菌种群与疾病严重程度之间的显著关联突出了在MS病理学中考虑肠道真菌动态的重要性。由于真菌和细菌种群密切相关,一个种群的变化可以相互影响另一个种群,因此将整个肠道微生物群视为一个整合的生态系统来更好地理解MS发病机制至关重要。
这项研究为在更广泛的微生物组景观中系统地表征少数微生物群(如真菌)奠定了基础,突出了肠道mycobiota作为未来MS研究中的生物标志物或治疗靶点的潜力,而不是作为一个已确立的因果因素。
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