人们的肠道中存在着大量微生物,正常粪便中有超过三分之一的物质是这些微生物的菌体。肠道菌群中不同菌种所占的比重,以及每个菌种所处的不同生活状态,都可能反映乃至影响“主人”的健康状态。
当前,肝硬化已成为备受重视的全球性疾病。肝脏通过肝门以及胆汁分泌系统与肠道相通。肝硬化会对肠道微生物造成什么影响,而肠道菌群的变化,又如何左右肝硬化的病情发展?浙江大学第一附属医院感染性疾病诊断与治疗国家重点实验室的李兰娟院士与其团队,对肝硬化和肠道菌群的关系进行了深入的研究,确定了 15 个特异指示肝硬化发病的标志基因。这些高特异性标志基因的发现,可能为肝硬化的临床检测提供了新的手段。研究论文于近日发表于《自然》(Nature)上。
以人类肠道宏基因组计划(Metagenomics of the Human Intestinal Tract consortium, MetaHIT)所提供的研究方法为基础,研究者选取 98 个肝硬化病人和 83 个健康人对照组的肠道菌群作为样本,对其中微生物菌群宏基因组进行了研究分析,并成功构建了相应的基因目录。研究的样本来源都为中国汉族人。
研究者利用肝硬化患者肠道菌群的基因组构建了含 2688468 个基因的基因目录,并将此目录与三个已有的肠道菌群目录——人类肠道宏基因组计划目录、美国国家卫生研究院人类微生物组工程(The US National Institutes of Health Human Microbiome Project, HMP)目录和二型糖尿病肠道菌群宏基因组(type 2 diabetes, T2D)目录——进行了比对分析。研究者发现,与其他三个基因目录相比,有 794647 个基因是肝硬化病人肠道菌群宏基因组中特有的,这表明肝硬化患者肠道菌群的种类发生了特异性变化。
为了进一步探明菌群宏基因组变化的原因,研究者对肠道菌群中菌种进行了分析。研究发现,相比于健康个体,肝硬化患者的样本中拟杆菌门的菌种数量减少了,但梭菌门和变形菌门的菌种数量增加了。此外,肝硬化患者的肠道菌群中有 20 种菌种数量增加,其中 4 种是链球菌(Streptococcus),6 种是韦荣氏球菌(Veillonella)。另外有 19 种菌种数量减少,其中 12 种是拟杆菌,7 种是厚壁菌。这些结果提示,链球菌和韦荣氏球菌可能在肝硬化病情发展中扮演了重要的角色。
随后,研究者使用物种宏基因组分析法(metagenomic species, MGS),再次对 25 位肝硬化病人和 31 位健康对照者的肠道菌群进行了分析比较,用另一种方法验证了肠道微生物菌群变化与肝硬化之间的相关性。此外,他们还惊奇地发现,肝硬化病人肠道中多了一些通常存在于口腔中的病菌。研究者推测,由于肝硬化患者的胆汁分泌情况发生了变化,肠道可能更易于被外来细菌入侵。这些外来菌种会打破正常肠道菌群的平衡,扰乱肠道微生物环境,进一步影响病人的健康。
最后,研究人员鉴定发现,肝硬化病人肠道菌群中,参与氨合成代谢的基因存在异常。肝性脑病是肝硬化病人常出现的并发症,此病症的标志性特征就是高血氨。而当肠道菌群产生过量的氨,就可能提高病人的血氨浓度。如果能针对性地降低肝硬化患者肠道菌群产氨的能力,或许能开辟治疗肝性脑病的新思路。(编辑:Calo)