Cell：新研究揭示数十种肠道细菌与多发性硬化症有关

在一项新的研究中，来自iMSMS（International Multiple Sclerosis Microbiome Study, 国际多发性硬化症微生物组研究）联盟的研究人员发现多发性硬化症（MS）患者和健康人的肠道细菌图谱之间存在显著差异，接受不同药物治疗的MS患者之间也存在差异。虽然这些变化中的一些以前就有报道，但大多数是首次报道。他们还发现了这些细菌可能潜在影响疾病产生和治疗反应的新机制。相关研究结果发表在2022年9月15日的Cell期刊上，论文标题为“Gut microbiome of multiple sclerosis patients and paired household healthy controls reveal associations with disease risk and course”。

近年来，科学家们越来越多地将肠道细菌与包括糖尿病和关节炎在内的一些疾病---不仅仅是肠道疾病---联系在一起。随着2010年代初DNA测序技术的进步，微生物组研究领域真正打开了局面，使科学家们能够详细了解粪便、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MS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---部分原因是参与者的数量较少，以及未能筛选出环境对个人微生物组的影响。一个人住在哪里---农村或城市，在山顶或在炼油厂旁边---对我们身体容纳的细菌起着很大的作用。

为了克服这些限制，参与IMSMS联盟的研究人员从三大洲招募了大量的多发性硬化症患者，并从与患者相同的家庭中选择了基因不相关的对照者。这是第一次在如此大规模的研究中使用这种方法。

这项新的研究描述了美国、英国、西班牙和阿根廷的576名患者和同等数量的家庭对照者之间的肠道微生物组谱差异。这些发现可能会带来新的治疗方法，涉及操纵微生物组或饮食干预。

美国加州大学旧金山分校威尔神经科学研究所成员Sergio Baranzini博士说，“这是一项参考研究，将在未来几年被该领域使用。”

通过他们的创新方案，Baranzini和他的同事们能够确定几十个与MS有关的新细菌物种，并确认了以前只与该疾病有关的其他物种。Baranzini说，“通过与对照者相比，我们对MS中存在不同的物种数量感到惊讶。”他们还发现，细菌物种的最大变化来源与参与者的地理位置有关，这证实了位置和当地饮食变化对肠道微生物组的重要性。第二大变异来源是参与者的疾病状况，这也是他们所预期的。

这项新的研究是iMSMS联盟正在进行的一系列研究中的第二项研究。iMSMS联盟是一个成立于2015年的国际联盟，目的是确定肠道细菌在MS疾病易感性、进展和对治疗的反应中的作用。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能力（Multiple Sclerosis Journal, 2020, doi:10.1177/1352458520924594）。

图片来自Cell, 2022, doi:10.1016/j.cell.2022.08.021。

Baranzini承认，这项新研究的结果主要是描述性的。他说，“在研究微生物组时，通常有两个问题被问及。第一个问题是‘谁在那里？’这就是我们在这篇论文中试图回答的问题。第二个是，‘它们在做什么？’”

回答第二个问题需要对单个细菌进行机理研究以了解它们的代谢情况。尽管如此，这些作者还是通过研究这些细菌编码的潜在途径，对他们发现的细菌正在做什么得到了一些提示。

Baranzini说，“知道了我们能够在病例和对照组中识别来自哪个细菌物种的基因，我们如今可以开始重建哪些潜在的途径在患者和对照组中是活跃的。”

比如，这些作者发现的一些与MS有关的细菌似乎在帮助人类处理来自植物的纤维方面发挥了作用，这些纤维副产物的浓度往往在MS患者身上增加了。其他细菌物种似乎对炎症和细胞的能量产生机制有影响。

这些作者还发现，接受一种称为干扰素β-1a的免疫调节剂治疗---最古老的MS疗法---的患者，他们的粪便中短链脂肪酸的浓度较低，而血液中的短链脂肪酸浓度较高。短链脂肪酸因其抗炎特性而闻名，因此这表明干扰素通过增加这些分子从肠道到血流的运输而发挥作用，Baranzini说，这可能是干扰素的作用机制之一。

iMSMS联盟将继续招募患者，扩大到德国和加拿大，直到队列中的参与者总数达到2000人。从今年秋天开始，他们还将对一部分患者进行为期两年的跟踪调查，以了解他们的肠道菌群在应对治疗、生活方式改变和疾病进展方面的变化。这些研究的所有数据都将公开提供。

Baranzini补充说，“这是一个例子，说明了只有合作才能实现大科学。在iMSMS联盟中，我们真正汇集了微生物组研究领域和MS领域最好和最聪明的研究人员，他们都在为同一个目标而努力。”（生物谷 Bioon.com）

参考资料：

1. Xiaoyuan Zhou et al. Gut microbiome of multiple sclerosis patients and paired household healthy controls reveal associations with disease risk and course. Cell, 2022, doi:10.1016/j.cell.2022.08.021.

2. Dozens of Gut Bacteria Associated with Multiple Sclerosis
https://www.ucsf.edu/news/2022/09/423676/dozens-gut-bacteria-associated-multiple-sclerosis