随着益生菌和益生元食品及补充剂的广告无处不在,大多数人已熟悉肠道微生物组——定植于我们消化道的数万亿细菌、真菌和病毒——以及维持肠道微生物组健康能改善整体健康的观念。但人体其他部位也拥有独特的微生物组,研究人员正开始探索这些微生物生态系统在健康和疾病中的作用。
爱荷华大学健康中心的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损害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与多发性硬化症有关联,但口腔微生物组——我们口腔中丰富的微生物生态系统——却受到较少关注,尽管它是人体中多样性第二高的微生物组,并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、该新研究的资深作者阿舒托什·曼加拉姆博士(Ashutosh Mangalam)说道。该研究于10月20日发表在《npj Biofilms and Microbiomes》期刊上。
“你的口腔可能揭示的健康信息比你想象的更多,”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;它表明多发性硬化症患者的口腔生态系统出现了崩溃。”
尽管有多发性硬化症的治疗方法可以减缓其进展——该疾病会导致肌肉无力、平衡问题以及视力和思维障碍——但目前尚无治愈方法。
新研究获取的知识最终可能帮助医生开发基于唾液的简易检测方法来诊断或监测多发性硬化症,并可能开启一类新型多发性硬化症治疗方法,即替换或恢复有益细菌。
多发性硬化症的特征:有益细菌减少,有害细菌增多
曼加拉姆及其团队使用鸟枪法宏基因组测序和非靶向代谢组学,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失调。这种失衡主要表现为有益的“早期定植者”细菌(如链球菌(Streptococcus)和放线菌(Actinomyces),它们是健康口腔群落的基石)减少,以及具有致病潜力的细菌(包括具核梭杆菌(Fusobacterium nucleatum)、牙龈卟啉单胞菌(Porphyromonas gingivalis)和几种普雷沃菌(Prevotella)物种)增加。
唾液的代谢谱——测量患者和细菌产生的小分子(代谢物)——也存在明显差异。多发性硬化症患者体内一种名为牛磺酸半胱氨酸(hypotaurine)的保护性代谢物水平降低,该物质参与抗氧化防御和神经健康。研究表明,牛磺酸半胱氨酸水平降低很可能与多发性硬化症口腔微生物组中改变的细菌有关。
综上,这些发现表明口腔微生物和代谢变化可能促大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)的新型机器学习方法,使他们能够识别共同存在的细菌群落。该分析揭示了健康个体独有的微生物网络,并显示五种微生物群落在多发性硬化症患者中显著减少。这种减少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,突出了可能塑造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,”曼加拉姆表示。“这些发现为口腔微生物、细菌功能和宿主代谢在多发性硬化症中的关系提供了迄今为止最详细的视图之一。研究结果扩展了我们对多发性硬化症的理解,不再局限于肠道和大脑,并强调口腔是免疫-微生物相互作用的另一个重要部位。”
口腔微生物组为新型诊断和治疗提供机会
新发现可能带来更好的诊断、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有价值生物标志物。例如,微生物组分析可用于创建多发性硬化症的诊断特征,而测量唾液中的牛磺酸半胱氨酸水平可能成为一种简单、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,这些发现可能开启一类新型多发性硬化症治疗方法,即替换或恢复有益细菌,以改善疾病管理和患者预后。
参考文献:Fitzjerrells RL, Meza LA, Yadav M, 等. 多发性硬化症患者表现出口腔菌群失调,早期定植者减少且牛磺酸半胱氨酸水平降低. npj Biofilms and Microbiomes. 2025;11(1):199. doi: 10.1038/s41522-025-00787-7
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