哥伦比亚大学“病毒猎手”利普金团队揭示肠道菌群与慢性疲劳综合征相关

慢性疲劳综合征（ME/CFS）为一种身体出现难以恢复的慢性且持续性疲劳症状。诊断的定义是发生期间达连续6个月以上，且排除已知的疲劳原因后的不明原因的疲劳感觉或身体不适。全球的发病率介于0.4%到2.5%之间，仅在美国，患者就高达250万人。目前该疾病的病因仍不明，且往往容易被人忽略，而错过了正确的治疗，从轻微的疲劳演变成严重的过劳。

2023年2月8日，哥伦比亚大学“病毒猎手”利普金教授团队在Cell Host & Microbe (IF=31)在线发表题为“Deficient butyrate-producing capacity in the gut microbiome of Myalgic Encephalomyelitis/Chronic Fatigue Syndrome patients is associated with microbial network disturbances and fatigue symptoms”的研究论文。文章通讯作者是Brent L. Williams教授，第一作者是郭城研究员。该研究通过比较了慢性疲劳综合征患者和健康对照的粪便微生物组，发现细菌多样性、丰度、功能、短链脂肪酸代谢和共丰度网络拓扑结构存在显著差异。该研究揭示了慢性疲劳综合征患者肠道微生物组产生丁酸盐的能力不足，且微生物网络紊乱和疲劳症状有关。

慢性疲劳综合征是一种目前仍无法解释的使人衰弱的慢性疾病。主要症状包括虚弱性疲劳、认知功能障碍、胃肠道紊乱和直立性不耐受等。在此研究中，研究人员通过队列对照研究，对地理多样化的106名病例和91名健康对照进行肠道微生物组学的宏基因组分析，在控制研究的混杂因素的前提下，揭示了肠道微生物组多样性、丰度和功能途径差异。发现慢性疲劳综合征患者中，人类肠道中两种最丰富的、促进健康的丁酸盐生产菌，即普拉梭菌和直肠真杆菌的相对丰度显著性地减少。

虽然多样性指标和差异丰度可以捕捉微生物组组成的广泛差异，但肠道微生物组是一个生态群落，常驻物种之间的复杂相互作用导致综合的功能变化通常需要用网络分析的方法展示出来。如何摒弃疾病条件下其他混杂因素的影响是目前微生物组学共丰度网络分析的一个难点。该文章也提出了一个新的共丰度网络分析方法，该方法通过调整协变量，消除虚假关联，构建中间网络（共同网络、对照网络和疾病网络），验证不同组别中的独特物种相互作用，并得出两个最终聚合网络以进行比较。通过比较对照与慢性疲劳综合征肠道菌群变化，新的方法结果提示了普拉梭菌在维持共丰度网络中的重要性。

文章模式图（图源自Cell Host & Microbe ）

随后的功能宏基因组学、qPCR验证和粪便短链脂肪酸代谢组学也相互证实了微生物合成丁酸盐的能力不足。基于主要差异微生物物种的相对丰度的信息，利用机器学习分类器对疾病的诊断提供了新的模型。该模型对不同地理位置的慢性疲劳综合征患者仍具有较高鲁棒性，并且可在验证队列中仍具有较高的敏感度和准确度。除此之外，控制混杂因素的关联分析发现也普拉梭菌的丰度与疲劳程度呈负相关。鉴于丁酸盐在预防炎症、强化肠道屏障和促进整体人类健康方面的重要性，丁酸盐缺乏在慢性疲劳综合征中的潜在病理生理学意义值得进一步研究。总而言之，研究结果提示疲劳症状是微生物组紊乱和生态失调的结果，服用益生菌可能有助于慢性疲劳综合征患者症状的改善。

有意思的是，许多慢性疲劳综合征患者报告他们的症状是在急性病毒感染之后开始的，慢性疲劳综合群体的发现也往往伴随着早先传染病的爆发。另外，包括非典、埃博拉、中东呼吸综合征，新冠等病毒在感染治愈后仍往往带来持续的后遗症，包括持续性疲劳和认知症状，这些与慢性疲劳综合征患者的症状一致。如果这个关联成立，病毒感染又是如何导致部分患者即使在康复之后产生后遗症，这个过程潜在的机理是什么？本研究的结论给类似新冠后遗症或者其他仍不明原因的疾病（包括自闭症）患者的预防和治疗提供潜在的研究思路。

参考消息：

https://www.cell.com/cell-host-microbe/fulltext/S1931-3128(23)00029-X

转自：“iNature”微信公众号

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