数十种与多发性硬化症有关的肠道细菌
由加州大学旧金山分校的科学家领导的一个国际研究联盟表明,多发性硬化症(MS)患者和健康个体的肠道细菌谱之间存在显著差异,接受不同药物治疗的MS患者之间也存在显著差异。虽然其中一些变化以前已经报道过,但大多数是第一次报道。该小组还发现了这些细菌可能影响疾病发展和治疗反应的新机制。
近年来,科学家们越来越多地将肠道和肠道之间的联系联系起来细菌还有很多疾病——不仅仅是肠道疾病——包括糖尿病和关节炎。21世纪10年代初,随着DNA测序的进步,微生物组研究领域真正打开了大门,科学家们得以详细了解粪便、血液、粘膜组织和皮肤样本中存在哪些细菌。
直到最近,大多数表明肠道细菌和多发性硬化症之间存在联系的实验证据都来自于对小鼠的研究。对人类的研究提供了不一致的结果,部分原因是参与者人数较少,而且未能筛选出环境对个体微生物群的影响。一个人住在哪里——农村还是城市,在山顶还是在炼油厂旁边——对我们体内的细菌起着很大的作用。
为了克服这些限制,参与国际多发性硬化症微生物组研究(IMSMS)的科学家联盟从三大洲招募了大量的多发性硬化症患者,并从患者的同一家庭中选择了基因不相关的对照组。这是第一次在如此大规模的研究中使用这种方法。
这项研究发表在细胞2022年9月15日,该研究描述了美国、英国、西班牙和阿根廷576名患者的肠道微生物组谱与同等数量的家庭对照之间的差异。这些发现可能会导致新的治疗方法,包括操纵微生物组或饮食干预。
这项新研究的主要作者、海德里希家庭和朋友神经病学捐赠主席、加州大学旧金山分校威尔神经科学研究所成员塞尔吉奥·巴兰齐尼博士说:“这是一项在未来几年将被该领域使用的参考研究。”
凭借他们的创新方案,Baranzini和他的同事们能够识别出数十种与MS相关的新细菌物种,并确认了以前只与疾病相关的其他物种。Baranzini说:“与对照组相比,我们对多发性硬化症中存在差异的物种数量感到惊讶。”
他们还发现,细菌种类变化的最大来源与参与者的地理位置有关,这证实了饮食的位置和局部变化对肠道微生物群的重要性。第二大变异来源是参与者的疾病状况,这是研究人员所预期的。
这项研究是iMSMS进行的系列研究中的第二项,iMSMS是2015年成立的一个国际联盟,旨在确定肠道细菌在MS疾病易感性、进展和治疗反应中的作用。第一项研究验证了家庭控制方案,表明它增加了基于人群的微生物组研究的统计效力。
Baranzini承认,这项研究的发现主要是描述性的。“在观察微生物群时,通常会问两个问题,”他说。“第一个问题是‘谁在那儿?这就是我们在这篇论文中试图回答的问题。第二个问题是,‘他们在做什么?’”
回答第二个问题需要对单个细菌进行机制研究,以了解它们的代谢特征。尽管如此,通过研究这些细菌编码的潜在途径,研究人员对他们发现的细菌正在做什么有了一些暗示。
Baranzini说:“知道了我们能够在病例和对照组中识别出来自哪个物种的哪些基因,我们现在可以开始重建哪些潜在途径在患者和对照组中是活跃的。”
例如,研究小组发现的一些与MS有关的细菌似乎在帮助人类处理植物纤维方面发挥了作用,而植物纤维的副产物在MS患者体内的浓度往往会增加。其他物种似乎对炎症和细胞的能量生产机制有影响。
研究人员还发现,使用一种名为干扰素β -1a的免疫调节剂治疗的患者,其粪便中的短链脂肪酸浓度较低,而血液中的短链脂肪酸浓度较高。短链脂肪酸它们以抗炎特性而闻名,所以这表明干扰素通过增加这些分子从肠道到血液的运输而起作用,Baranzini说这可能是干扰素的作用机制之一。
iMSMS小组将继续招募患者,扩大到德国和加拿大,直到队列参与者总数达到2000人。从今年秋天开始,他们还将在两年多的时间里跟踪一部分患者,观察他们的肠道菌群是如何对治疗做出反应的,生活方式的改变和疾病进展。这些研究的所有数据都将公开。
他补充说:“这是一个只有合作才能实现大科学的例子。”“在iMSMS中,我们真正聚集了微生物组研究领域和多发性硬化症领域最优秀、最聪明的研究人员,他们都朝着同一个目标努力。”
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