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Front Cell Dev Biol:调节饮食,干预肠道微生物,改善AD

2021-04-06 10:24:05梅斯医学
核心提示:研究发现,通过个性化饮食或有益微生物区系的干预,将肠道微生物区系从乳酸盐生产者转变为丁酸盐生产者,对于AD病例的患者定制早期干预可能是有用的。

AD是导致痴呆症的主要原因,在全球老龄人口中的患病率正在急剧上升。根据2015年世界阿尔茨海默病报告,预计2015年全球将有近4700万人受到痴呆症的影响,每年有990万新诊断病例。预计到2050年,这一数字将超过1.3亿,预计低收入和中等收入国家的增幅最大。2017年,美国记录的AD死亡人数为121,404人,在所有年龄段的美国人中排名第六,在美国老年人(65岁)中排名第五(≥等人,2019年)。此外,由于越来越多的阿尔茨海默病和其他痴呆症患者需要护理,这种疾病的经济成本令人敬畏。因此,应对迅速增长的阿尔茨海默病发病率应被视为全球公共卫生优先事项。

近年来,多重组学技术揭示,肠道微生物区系在促进人类健康方面起着至关重要的作用,因此常常被称为“被遗忘的器官”。越来越多的证据表明,肠道微生物区系通过各种复杂的机制构成维持肠道内环境稳定的关键因素。肠道微生物区系不仅被认为是导致每一种胃肠道疾病的因素,而且对其影响的分析也扩展到了其他器官,如中枢神经系统(CNS)。探索肠道微生物区系在神经退行性疾病中的作用和机制是一个新兴的研究领域。最近,有几条研究表明,肠道微生物区系的组成和功能的变化显著影响神经元功能,从而影响宿主的行为。微生物区系的肠道-脑轴在调节多种神经化学途径方面起着已被证实的作用。微生物-肠道-脑轴信号已经揭开了精神病学的新纪元,有望为精神疾病的诊断和治疗提供新的靶点,并破译其发病机制。

越来越多的证据表明,肠道生物失调在各种肠脑疾病中起着至关重要的作用,如阿尔茨海默病(AD)。然而,在对中国AD患者进行的良好对照试验中,肠道微生物区系的变化及其与认知评分和宿主免疫力的相关性仍不清楚。

Zongxin Ling等收集100例AD患者和71例年龄、性别匹配的认知正常对照者的粪便标本,通过MiSeq测序,探讨了针对16S rRNA基因V3-V4区的粪便微生物区系的结构和功能变化,并分析其与临床特征的关系。研究成果发表在Front Cell Dev Biol杂志。

AD患者粪便微生物区系的细菌多样性和分类组成的改变明显减少。AD患者中丰富的丁酸产生菌属(如杆菌)显著减少,这与MMSE、WAIS和Barthel评分等临床指标呈正相关。相反,双歧杆菌等丰富的产乳酸菌属显著增加,且与这些指标呈负相关。微生物区系肠道生态失调的这种转变,从丁酸盐生产国转变为乳酸生产国,促成了宿主的免疫紊乱,这些免疫紊乱可以作为非侵入性生物标志物,将对照组与AD患者区分开来。此外,几个预测的功能模块,包括脂肪酸的生物合成和代谢,在AD患者的微生物区系中发生了变化,可以被细菌利用来产生免疫调节代谢物。

该研究证实了AD患者粪便微生物区系的结构和功能失调,这一结果表明肠道细菌在AD的早期非侵入性诊断、个体化治疗以及开发为中国AD患者量身定制的益生菌方面具有潜在的应用前景,我们的研究结果表明,肠道细菌可以用于AD的早期非侵入性诊断、个性化治疗和为中国AD患者量身定做的益生菌的开发。阿尔茨海默病(AD)是一种与年龄相关的神经退行性疾病,以缓慢进行性记忆衰退和认知功能障碍为特征,目前还没有预防或改变疾病的治疗方法。该研究利用16SrRNA高通量基因MiSeq平台,对大规模AD队列和与之匹配的丽水市健康对照者的AD相关粪便微生物区系进行了分析,并与临床指标相关联,为AD的早期非侵入性诊断和个体化治疗以及为我国AD患者量身定做的益生菌的开发提供了新的靶点。

综上所述,与健康的老年受试者相比,AD患者粪便微生物区系的细菌组成发生了改变,细菌多样性降低。AD患者粪便微生物区系的结构性失调表现为产丁酸菌(如Faecaliillus)减少,产乳酸细菌(如双歧杆菌)增加,两者均与宿主的促炎和抗炎细胞因子以及宿主的AD临床指标显著相关。这些关键功能细菌的变化,如粪便杆菌和双歧杆菌,可以作为非侵入性的生物标志物来区分健康的老年人和AD患者。通过个性化饮食或有益微生物区系的干预,将肠道微生物区系从乳酸盐生产者转变为丁酸盐生产者,对于AD病例的患者定制早期干预可能是有用的。此外,AD相关粪便微生物区系的功能失调也提示,粪便微生物区系的改变与患者功能和代谢活动的改变有关,这可能在AD的发生发展中起重要作用。该还研究利用大规模的AD队列对粪便微生物区系进行的研究为疾病发病机制提供了新的见解,这可以为通过调节肠道微生物群来管理神经发育障碍的科学轨迹提供新的途径。

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