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Psychiat Res 重大研究成果揭示抑郁症的肠道菌群紊乱与外周系统紊乱发表时间:2024-03-04 11:16 抑郁症(Major Depressive Disorder, MDD)严重危害人类健康,但目前我们对于MDD发病原因的理解仍然十分有限。近年来,越来越多的研究表明,肠-脑轴(Gut-Brain Axis, GBA)在MDD的发生和发展过程中扮演着至关重要的角色。
2024年2月27日,中国科学院上海药物研究所的耿美玉和上海市精神卫生中心的李华芳共同通讯,在PsychiatryResearch在线发表了题为“Integrated multi-omics analysis revealsgut microbiota dysbiosis and systemic disturbance in major depressive disorder”的研究论文。这项研究的发现有助于更深入地理解MDD的发病机制,并为生物标志物的发现研究提供了重要依据。该研究对包括MDD患者(n=99人)和健康对照组(HC, n=50人)在内的队列进行了粪便和血液样本的多组学分析。通过肠道菌群的16S rRNA测序,发现了MDD的结构性变化,其中肠球菌属增加是其特征之一。
肠道菌群宏基因组测序显示MDD患者的菌群功能发生了显著改变,包括甘草酸循环和脂肪酸降解途径的上调,以及多种不同代谢途径的广泛下调。血浆代谢组学揭示了MDD患者氨基酸和胆汁酸减少,鞘脂和胆固醇酯增加。值得注意的是,和MDD相关的代谢物减少涉及精氨酸和脯氨酸代谢,而鞘脂代谢途径则增加。质谱流式分析显示MDD中促炎免疫亚群明显增加,但抗炎免疫亚群减少。此外,研究还揭示了与MDD疾病严重程度相关的外周因子。有趣的是,该研究根据MDD的外周免疫细胞谱特征将其分为两类免疫亚型,并发现免疫分型与疾病复发呈高度相关。研究还建立了区分MDD和HC的外周生物标志物组合。这些发现为抑郁症研究提供了新的视角。 通过菌群测序技术,这项研究揭示了在MDD和健康对照组(HC)之间肠道菌群的β多样性和组成存在着差异。特别值得关注的是,在MDD患者中,属水平上具有促炎特性的肠球菌明显增多,这提示肠球菌属可能在MDD的发展过程中具有促进炎症发生和发展的潜在作用。而继续观察发现,MDD复发患者肠球菌属水平高于初次发作患者,这暗示肠球菌属可能参与了MDD的病程进展,因此,肠球菌属在MDD发展中的作用值得进一步关注和研究。
通过宏基因组分析,发现了MDD患者肠道菌群中代谢功能发生显著变化。主要表现为菌群代谢通路大幅下调,例如秋葵糖降解、嘌呤核糖核苷酸降解和D-半乳糖降解I等,这表明MDD患者肠道菌群的代谢能力呈现降低状态。与此相反,少数菌群代谢通路呈现上调状态,主要包括甘草酸循环的超级通路、脂肪酸降解通路、细胞芳香族化合物代谢过程和维生素K2生物合成过程。此外,大部分肠道菌群的功能与疾病的严重程度评分呈负相关,提示菌群功能改变与MDD的进展具有重要联系,需要进一步的功能验证。
代谢紊乱与抑郁症的发展密切相关。研究观察到,MDD患者血浆中精氨酸水平显著下降,精氨酸及其代谢物瓜氨酸、鸟氨酸和脯氨酸与抑郁症严重程度呈负相关。这表明,精氨酸和脯氨酸代谢的下降促进了抑郁症的发展,这与最近的研究结果高度吻合。研究进一步揭示,MDD患者神经酰胺、己糖基神经酰胺和鞘磷脂(SM)水平升高,表明鞘磷脂代谢在MDD的发病中起着重要作用。另外,MDD患者胆汁酸GCDCA和GCA水平显著降低,而多种胆汁酸(如GCDCA、GCA、GDCA、GUDCA)与抑郁评分呈负相关,这些一致的发现提示胆汁酸代谢紊乱参与了抑郁症的发展。
研究人员对MDD患者的外周免疫细胞进行了全面分析。在MDD患者中,观察到了CCR2+CD8T细胞、Trem1+经典型单核细胞、IgD+记忆B细胞和浆母细胞数量增加的现象,同时伴随着T调节细胞及其亚型、Tfr细胞、GDT细胞和Th17细胞数量的减少。这些发现进一步支持了炎症反应在MDD发展中的作用。此外,研究还发现CCR5+CD4T细胞、CD36+Tregs、IL6+CD8T细胞、CD39+Tregs和效应型CD8T细胞与MDD严重程度密切相关。CCR5+CD4T细胞在维持组织屏障免疫中发挥关键作用,CD36+Tregs可调节新陈代谢,并发挥免疫抑制功能,CD39+Tregs是一类稳定的具有强大免疫抑制功能的Treg亚型。这些外周免疫细胞亚型与MDD发展的关联为我们对MDD发病机制提供了新的理解视角。 图:MDD中的脑-肠轴改变与疾病严重程度相关外周特征 该研究进一步进行了基于外周免疫细胞分型的分类研究,发现具有明显炎症特征的免疫亚型2与MDD复发呈显著相关,表明免疫亚型2可能成为预测MDD患者复发风险的潜在标志物。此外,研究还揭示了代谢物与肠道微生物或免疫细胞之间的潜在相互作用,为肠道菌群、血液代谢物和免疫亚型之间的相互关联提供了新的视角。 上一篇菌群移植是怎么回事
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