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优秀博士学术成果系列展示(2022-59)

发布时间 :2022年06月21日 编辑 : 浏览量 :

山西医科大学第二临床医学院的张升校博士发现自身免疫性疾病患者肠道菌群分型E-score特征与饮食相关,该菌群分型E-score特征与患者的预后密切相关

自身免疫性疾病(autoimmune diseases,AID),是多种因素引起体内病理性自身免疫反应,通过异常的免疫炎症反应,破坏和损伤自身的细胞成分,导致组织损害和器官功能障碍的一类疾病。AID的发病机制复杂,其免疫细胞功能紊乱是其发生和造成组织器官损害的主要原因。近年来研究发现,菌群紊乱可能是自身免疫紊乱的根源。张升校博士通过对临床2013例风湿科门诊患者问卷调查的结果发现58%的患者有消化道症状如腹泻、便秘或腹胀等,且甲烷氢呼气试验检测发现70.8%的有小肠细菌过度生长。因此推测肠道菌群微生态紊乱或许是造成免疫耐受缺陷和自身免疫性疾病发生的重要原因。

张升校博士通过Dirichlet多项式混合无监督聚类手段,对1102例AID患者肠道菌群特征分型发现:这些患者的肠道菌群可分为两个肠型E1和E2,在门水平上,E1和E2的优势菌分别为厚壁菌门和变形菌门。在属水平上,E1和E2的优势菌分别为普氏菌属和拟杆菌属。根据该肠型特征构建的肠型评分E-score可有效评价MTX的响应率:E-score的RA患者MTX的治疗响应率为21.4%,低E-score的RA患者MTX的治疗响应率为69.2%。不响应组(NRE-score明显高于响应组(R)(图1)。

1:E-score与MTX治疗RA响应图。A)高低评分对MTX治疗RA的响应情况比较。(B)不同响应情况的RA患者E-score比较。其中,High为E-score高评分组,Low为E-score低评分组。R为治疗响应组,NR为治疗不响应组。

进一步通过实验研究反响,给予高膳食纤维饮食的CIA鼠E-score较普通饮食更低,肠型向E1型转化。E2型相比,E1型CIA小鼠的足爪关节炎分数更低,膝关节组织病理骨破坏程度更轻,骨矿物质含量水平更高,骨表面积和骨体积的比值(BS/BV)明显偏低,相对骨体积或骨体积分数(BV/TV)明显升高,且差异程度与E-score呈现高度相关性。E1型CIA小鼠血清总SCFA、丙酸、异丁酸明显高于E2型小鼠,其高低水平与E-score呈现高度相关性,E1型CIA小鼠血清IL-10水平高于E2型,且IL-10水平与E-score呈负相关(表1)。这些研究结果表明:高膳食饮食可降低E-score评分,诱导CIA小鼠的肠型向E1转化,改善CIA鼠关节的炎症症状,其机制可能是低E-score或E1型的肠道菌群分泌更多的短链脂肪酸,刺激抗炎性IL-10细胞因子的分泌,诱导了小鼠的自身免疫耐受。

1:不同肠型关节炎症水平及免疫特征比较

肠型

E1

E2

关节症状

炎症细胞浸润

滑膜增生程度

轻度

重度

骨破坏

促炎细胞因子

抗炎细胞因子(IL-10)

短链脂肪酸

 该研究提示饮食习惯可以改变宿主的肠道菌群,进而影响免疫系统并调控机体的免疫炎症应答水平,加重或改善AID的临床症状。

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