城市化,包括生活方式、饮食和环境的变化,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单个因素的影响。
对偏远亚马逊土著社区进行微生物组变化研究提供了一个独特的机会,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。发表在《Cell Reports》杂志上的研究表明,在仅仅几次医疗访问后,土著社区的肠道微生物就开始向与西方化相关的模式转变。
随着时间推移,反复接触医疗干预会导致肠道微生物多样性下降,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。
什么是盘尾丝虫病?
盘尾丝虫病,也被称为"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。
"偏远土著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,我们想要了解在这些过渡的早期阶段,微生物组变化的速度有多快,"通讯作者、罗格斯大学的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,这些村庄刚被纳入OEPA项目,以及一个与西方访客和医学有长期接触的对照村庄,那里不是盘尾丝虫病流行区。研究人员于2015年10月和2016年2月收集了肠道、口腔、鼻腔和皮肤的样本,并使用下一代测序进行分析。
首次医疗访问后,研究人员观察到村民的肠道微生物群开始类似于生活在工业化社会中的人群。经过四个月的治疗,村民的肠道微生物多样性下降,普雷沃菌属(Prevotella)和密螺旋体属(Treponema)的成员减少。在工业化人口中更常见的细菌类群,如多种拟杆菌门(Bacteroidota)和疣微菌门(Verrucomicrobia),随着接触增加而变得更加丰富。这些变化与对照村庄观察到的变化一致。
"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相关,"Dominguez-Bello说。"令人震惊的是这些变化出现得如此迅速,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通路得到增强。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通路减少。
"许多纤维发酵微生物依赖于富含植物的饮食和跨代稳定传播,但它们似乎也特别容易受到环境和医疗干扰,"Dominguez-Bello解释说。"随着这些微生物群落受到干扰,重要的代谢功能也可能消失。"
儿童在各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弹性,"Dominguez-Bello表示。
"生命早期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持久影响。"——Maria G. Dominguez-Bello教授。
这一观察引发了关于在社会转型过程中,特别是在儿童早期的反复医疗访问如何影响长期健康轨迹的问题。
除了肠道外,口腔、鼻腔和皮肤微生物组也随着接触而变化,尽管具有特定部位的模式。口腔微生物多样性随接触而下降,而鼻腔微生物多样性在各次访问中增加。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)类群的丧失。
这项研究的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发展的过程。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,理解和应对这种平衡对于处于转型中的土著社区尤为重要。获得现代医疗服务可能会减少传染病负担,但也可能减少微生物多样性。
许多疾病,如肥胖甚至某些癌症,都与肠道微生物组有关。Dominguez-Bello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组成部分。
"这些发现突显了开发微生物组修复方法的重要性,以便在受到干扰后恢复。我们不会放弃现代医学。我们需要它。但我们还应该找到修复对微生物组的附带损害的方法,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
关于采访对象: Dr. Maria Gloria Dominguez-Bello是新泽西州罗格斯大学的杰出教授。她获得了苏格兰阿伯丁大学的博士学位。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、现代城市实践对微生物传播减少或微生物群破坏的影响,以及恢复策略。
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