吸烟通过调节代谢组学特征和黏膜微生物群影响炎症性肠病患者的肠道免疫系统

Smoking affects gut immune system of patients with inflammatory bowel diseases by modulating metabolomic profiles and mucosal microbiota | Gut

摘要

背景 炎症性肠病（IBD）的病因和发病机制复杂，涉及遗传和环境因素。值得注意的是，吸烟具有双重效应——对克罗恩病（CD）有害而对溃疡性结肠炎（UC）有益。然而这种相反效应的机制尚不明确。

目的 本研究旨在通过分析微生物群和代谢组学的作用，阐明吸烟影响IBD发病机制的具体机制。

方法 研究分析了IBD患者及健康参与者唾液、粪便和结肠黏膜微生物群组成，以及粪便代谢物特征。采用无菌小鼠和UC/CD小鼠模型评估吸烟相关细菌对肠道免疫系统和结肠炎的影响。

结果 与戒烟者相比，吸烟UC患者粪便中短链脂肪酸和芳香化合物浓度增加。黏膜微生物群分析显示，吸烟会促使口腔细菌在结肠黏膜异位定植。将无菌小鼠与轻型链球菌（Streptococcus mitis，黏膜中异常增加的口腔细菌之一）单菌定植后，发现其可诱导结肠产生干扰素（IFN）-γ的T细胞。该菌株可减轻小鼠UC模型的炎症，但会加重CD模型的炎症。

结论 研究证实吸烟通过调节黏膜微生物群影响肠道免疫系统。该发现揭示了吸烟对UC具有保护作用而加重CD病情的机制，为解释UC患者戒烟后病情加重的现象提供了理论依据。

数据可用性声明

数据已公开存入开放获取存储库。16S rRNA基因测序数据和Streptococcus rubneri/S. mitis基因组序列数据已提交至DDBJ数据库，登录号分别为PRJDB35832和PRJDB35831。

脚注

作者贡献 EM、KU和HO负责研究设计。KU、SK和TO负责样本采集。EM和TT设计并执行小鼠实验。EM完成16S rRNA基因测序。YN负责粪便代谢物定量分析。TK进行细菌基因组测序。EM负责所有数据分析及初稿撰写。HO、TO、NSat和NSas指导研究并参与论文撰写。HO为通讯作者。

资金支持 本研究部分得到日本学术振兴会科研费（22H00452）、RIKEN跨学科研究项目"综合共生学"、RIKEN先驱研究项目"共生生物学"、AMED登月计划（JP22zf0127007）以及顺天堂大学医学研究科微生物群研究项目资助。

利益冲突 作者声明无利益冲突。

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