城市化,包括生活方式、饮食和环境的变化,已被证明与人类肠道微生物组的改变有关。然而,由于这些变化通常同时发生,科学家们很难分离出个别因素的影响。
现在,一项对偏远亚马逊原住民社区微生物组变化的研究揭示了城市化的一个组成部分——现代医学——如何改变人类微生物组。这项发表在《Cell Reports》杂志上的研究表明,仅仅经过几次医疗就诊后,原住民社区的肠道微生物就开始向与西方化相关的模式转变。
随着反复接触医疗干预,肠道微生物多样性随时间下降,尤其是在儿童中,研究人员表示这凸显了制定公共卫生策略的重要性,这些策略既要保留医学的益处,又要意识到对微生物组的任何长期影响。
隔离现代医学对肠道影响的罕见机会
在这项研究中,研究人员从委内瑞拉多个偏远村庄的335名原住民中采集了微生物组样本。这些原住民社区使用祖先的知识和技术进行捕鱼、狩猎、采集和园艺。他们的生活方式和饮食在很大程度上一直保持不变。
2015年,卡特中心的美洲盘尾丝虫病消除计划(OEPA)——一个由世界卫生组织支持的旨在治疗和预防盘尾丝虫病的项目——开始对偏远村庄进行季度性医疗访问。作为这些访问的一部分,村民接受了常规抗寄生虫药物和基本医疗服务。这为研究基本医学如何影响先前接触非常有限的人群的肠道微生物组提供了一个难得的机会。
什么是盘尾丝虫病?
盘尾丝虫病,也称为"河盲症",是一种由寄生虫Onchocerca volvulus引起的热带疾病,在非洲和拉丁美洲国家流行。它通过在快速流动的河流中繁殖的受感染黑蝇的反复叮咬传播给人类。
"偏远原住民社区仍然保持着高度的微生物多样性,但随着他们现在越来越多地接触现代医学和全球化,我们想了解在这些过渡的早期阶段,微生物组变化的速度有多快,"罗格斯大学的通讯作者玛丽亚·格洛丽亚·多明格斯-贝洛(Maria G. Dominguez-Bello)教授告诉《Technology Networks》。
研究团队访问了七个小型偏远村庄,这些村庄当时刚被纳入OEPA项目,以及一个长期接触西方访客和医学的比较村庄,那里盘尾丝虫病并不流行。肠道、口腔、鼻腔和皮肤的样本于2015年10月和2016年2月采集,并使用下一代测序技术进行分析。
现代医学降低肠道微生物多样性
在第一次医疗访问后,研究人员观察到村民的肠道菌群开始类似于工业化社会中生活的人。经过四个月的治疗,村民的肠道微生物多样性下降,Prevotella属和Treponema属的成员减少。在工业化人群中更常见的细菌分类群,如多种Bacteroidota和Verrucomicrobia,在暴露增加时变得更加丰富。这些变化与在比较村庄中观察到的变化一致。
"这些发现与微生物组西方化一致,通常与微生物多样性减少和祖先微生物的丧失有关,"多明格斯-贝洛说。"令人震惊的是这些变化出现的速度有多快,即使是在仍然保持很大程度上传统生活方式的社区中。"
研究人员还分析了村民中微生物功能的变化。他们观察到,治疗后,与简单碳水化合物利用和抗菌素耐药性相关的途径得到了增强。另一方面,与核心生物合成和能量代谢以及纤维发酵相关的途径减少了。
"许多纤维发酵微生物依赖于富含植物的饮食和代际间的稳定传播,但它们似乎特别容易受到环境和医疗干扰,"多明格斯-贝洛解释道。"当这些微生物群落受到干扰时,重要的代谢功能也可能消失。"
儿童在多次访问中表现出最明显的微生物组变化。"我们认为在儿童中观察到的更强的微生物组变化反映了发育中微生物组的较低恢复力,"多明格斯-贝洛表示。
"早期生命似乎代表了一个特别敏感的生物窗口,在此期间,微生物扰动可能对健康产生长期影响。"——玛丽亚·格洛丽亚·多明格斯-贝洛教授。
研究人员表示,这一观察结果引发了关于幼儿期反复医疗访问如何影响长期健康轨迹的问题,特别是在经历社会转型的人群中。
除了肠道外,口腔、鼻腔和皮肤微生物组也随着暴露而变化,尽管具有特定部位的模式。口腔微生物群多样性随着暴露而下降,而鼻腔微生物群多样性在多次访问中增加。皮肤群落显示出多样性下降和多种放线菌门(Actinobacteriota)和厚壁菌门(Bacillota)分类群的丧失。
对未来公共卫生策略的影响
研究结果增加了越来越多的证据,表明微生物组西方化是一个早期开始并逐步进展的过程。肠道微生物多样性的减少表明,即使是必要的医疗干预也可能伴随着对人类微生物组的意外后果。研究人员表示,理解和平衡这一点至关重要,特别是对于正在转型的原住民社区。获得现代医疗服务可能会减少传染病负担,但也可能降低微生物多样性。
许多疾病,如肥胖甚至某些癌症,都与肠道微生物组有关。多明格斯-贝洛认为,因此保护微生物多样性可能成为改善人类健康的重要部分。
"这些发现突显了开发恢复性方法以使微生物组在干扰后恢复的重要性。我们不会放弃现代医学。我们需要它。但我们也应该找到方法来修复对微生物组的附带损害,特别是在微生物组成熟的早期年龄,"她总结道。
参考文献: Sun H, Noya-Alarcon O, Wang J, et al. Rapid microbiome restructuring associated with medical exposure in remote Amazonian Indigenous communities. Cell Rep. 2026;45(5). doi: 10.1016/j.celrep.2026.117343
关于受访者:
玛丽亚·格洛丽亚·多明格斯-贝洛(Maria Gloria Dominguez-Bello)博士是新泽西州罗格斯大学的杰出教授。她从苏格兰阿伯丁大学获得博士学位。她的研究重点是微生物组,包括从出生开始的发育、对宿主的功能、现代城市实践对减少微生物传播或破坏微生物群的影响,以及恢复策略。
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