一项新的研究探索了多发性硬化症患者饮食、微生物组和免疫反应之间的潜在联系

一项新的研究采用了多组学方法来探索饮食、微生物组和多发性硬化症(MS)免疫反应之间的潜在联系。研究结果发表在EBioMedicine．

什么是多发性硬化症?

大约280万人估计患有多发性硬化症(MS)这是一种潜在的使人衰弱的自身免疫性疾病，患者身体的免疫细胞会攻击隔离神经的髓鞘。这个鞘是让神经元彼此交流的快速电信号的重要组成部分，它的损伤随后会导致神经信号的失灵或交流不畅。

免疫系统将防御机制定位于髓鞘的确切原因尚未得到证实。目前的研究表明，可能有许多不同的因素在起作用，包括潜在的遗传倾向和环境因素。一项对美国军事人员的研究一月初出版提示MS是eb病毒(EBV)感染并发症的结果。

MS和微生物群——为什么饮食信息很重要

在过去的五年里，越来越多的临床研究有证据表明肠道微生物组与健康患者相比，多发性硬化症患者的变化。肠道微生物组是指居住在我们胃肠道系统中的微生物的集体基因组。肠道微生物群——生物体本身——与人体的各种系统相互作用，促进健康，在某些情况下，促进疾病。这包括免疫系统。

以前的研究收集了MS患者肠道微生物组变化的数据，但存在一个问题，那就是缺乏关于食物摄入的信息。“以前的研究几乎没有记录饮食信息，但这很重要，因为饮食会影响很多东西，包括肠道微生物群，”他说周燕郊博士他是哈佛大学医学助理教授康州大学健康．

我们在饮食中所吃的食物有助于形成真正独特的微生物群落，这些微生物群落可以在我们每个人的肠道中找到。反过来，这些微生物会对我们的免疫系统产生一系列不同的影响——积极的和消极的。因此，在分析自身免疫性疾病患者的肠道微生物组时，有必要收集潜在混杂因素的数据，比如这些人吃了什么食物会影响微生物组。这是周博士发表在EBioMedicine。

周博士是人类微生物组计划．在康涅狄格大学，她的实验室的重点是为MS和其他疾病开发基于微生物的诊断工具和治疗方法。在这项工作中，她的研究小组使用了大量跨学科的多组学方法，他们已将这些方法应用于MS患者和健康个体的免疫状态、代谢组、肠道微生物组和饮食习惯的新整体研究中。“这是一种结合了基因组学(研究微生物组)、免疫分析(研究免疫功能)和代谢组学(研究小分子)的生物分析方法，”周说。

综合方法论

周和合作者，包括华盛顿大学的Laura Piccio博士该研究招募了49名志愿者，其中包括25名MS患者和24名健康对照组。大多数样本为女性，在基线时，没有MS患者处于主动复发状态，并且在过去三个月内没有接受任何疾病改善治疗。在评估多发性硬化症组和对照组之间可能不同的生活方式因素时，研究人员发现，多发性硬化症组使用更多的烟草，但没有其他显著不同的特征。

研究人员在基线时收集粪便和血液样本，然后在六个月后对肠道微生物组(使用16s RNA测序和宏基因组全基因组测序(mWGS)，血液代谢组(使用超高效液相色谱-质谱，或UPLC-MS)和血液免疫细胞谱(使用流式细胞仪和免疫染色)进行分析。

参与者还被要求连续四天记录饮食日记，提供有关他们饮食的定性自我报告数据。该日记在基线和六个月的研究访问收集粪便和血液样本之前提交。

微生物组、免疫细胞、代谢组的多组学分析和饮食

使用多组学方法，研究人员能够识别与MS和疾病严重程度相关的几种肠道细菌。

作者在论文中写道，当比较MS组和对照组的基线肠道微生物组谱时——使用16s rRNA基因测序，然后使用mWGS——没有观察到显著差异，这“表明两组肠道细菌群落结构总体相似”。然而，当他们将分析重点放在特定的微生物上时，研究人员发现，与对照组相比，MS患者中有六种微生物的丰度在统计上较低，其中三种被认为参与了免疫调节:双歧杆菌longum,leptum梭状芽胞杆菌而且Faecalibacterium prausnitzii）.

在MS患者组中，肠道微生物群因基线时的残疾程度而显著不同。当控制身体质量指数(BMI)时，这种差异仍然具有统计学意义。

周和他的同事随后试图确定各组之间外周血免疫细胞谱的任何差异。特别是外周血IL-10⁺记忆B细胞，T-bet⁺与对照组相比，MS组的记忆和效应T细胞、记忆和效应T辅助17细胞的丰度明显更高。

从对照组和MS组获得的食物日记评估没有发现饮食上的显著差异，尽管MS组的肉类摄入量略高。

研究人员在论文中写道:“接下来，我们研究了MS和对照组在基线时肠道微生物组、外周血免疫和代谢组特征以及饮食之间的总体相关性。”“在对照组中，肠道微生物组和宿主血液免疫状况呈正相关，这表明在健康对照组中，肠道微生物组和外周免疫状况之间存在密切的相互作用。”这种明显的联系是不作者说，这可能表明MS可能会分离免疫和微生物组的相互作用。然而，在MS患者的外周免疫和代谢组之间发现了正相关，但在对照组中没有。作者说:“免疫组和代谢组特征之间的联系意味着MS患者血液免疫细胞群和代谢的潜在伴随变化。”

研究人员希望探索一种假设，即一种互动途径可以将饮食、肠道微生物组、免疫反应和代谢组联系起来。据报道，与对照组相比，吃更多肉的MS患者循环中的辅助性t细胞丰度更高，这是通过免疫细胞分析确定的。因此，周和同事们决定探索肉类消费、辅助t细胞、肠道微生物组和血液代谢组之间是否存在关联网络。

肉类消费的增加与动物数量的减少有关叫多形拟杆菌这种细菌与肠道中复杂聚糖(糖基聚合物)的运输和降解有关。减少亚种与辅助性t - 17细胞的丰度呈负相关，后者与一种被称为甲基供体s -腺苷- l-蛋氨酸(SAM)的代谢物浓度呈正相关。

作者写道:“我们的多组学分析表明，膳食肉类服务、肠道微生物组、t辅助细胞和血液代谢物之间存在关联网络。”“然而，我们的分析并没有表明上述每个相关对之间的调节方向。这些结果强调了组学分析驱动的发现过程，并提供了一个有趣的假设，现在需要进一步验证。”

研究的局限性和未来的发展方向

关联研究在这种情况下是有用的，周说，因为结果可以用来产生假设，并鼓励未来的机制研究，以测试已经确定的联系。然而，这项研究也有局限性，包括样本量小和收集参与者饮食数据的自我报告性质。将小型研究的发现应用于更大的患者群体是困难的，而且自我报告方法被认为存在有效性问题。此外，这项研究确定的是关联，而不是因果关系。

研究人员的下一步是扩大研究范围，纳入更大的样本量。“我们(也)对分析微生物群和抑郁症感兴趣，我们接下来将研究这一点，”周总结道。

周燕郊博士接受了科技网络高级科学作家莫莉·坎贝尔的采访。188金宝搏备用

参考:坎托尼C，盖齐L，刘哲等。多发性硬化症患者宿主-肠道微生物相互作用的改变。EBioMedicine。2022.doi:10.1016 / j.ebiom.2021.103798．