血液中的微生物从何而来？| 血液微生物组
1.血液中的微生物是从哪里来的？
据报道，微生物可能存在多种方式进入血液（图1）。微生物首次进入婴儿血液可能发生在产前，因为在胎盘、羊水、胎膜和胎粪中都检测到了微生物(Funkhouser et al., 2013)。子宫长期以来被认为是无菌的，但有研究从脐带血中培养出了细菌(Jiménez et al., 2005)。血液微生物的另一个主要来源是由于受伤、感染和屏障受损而从富含微生物的身体部位（如胃肠道）易位而来。在正常生理条件下，肠道细菌也可以通过树突状细胞、肠粘膜分泌杯状细胞和肠粘膜相关淋巴样细胞向血液传递(Castillo et al., 2019)。口腔微生物群也会在细胞的紧密连接受损或刷牙引起牙龈受损时，借机进入血液(Iwai et al., 2009)。同样地，皮肤细菌也可以在皮肤屏障受损的情况下逃入血液(Cogen et al., 2008)。Whittle等人对人类微生物组计划（HMP）和健康人类血液微生物的数据进行了比较，发现血液微生物与皮肤和口腔微生物的数据最为接近(Whittle et al., 2019)。这表明在正常生理过程中来自这些生境的易位比来自肠道的更多。也有报道，非手术操作(导管置入、静脉注射、血液透析)和包括器官移植在内的外科手术会导致血液中细菌及其代谢物水平升高，引起系统免疫激活(Szeto et al., 2008; Kowarsky et al., 2017; Zhang et al., 2013)。此外，人类还可能从环境中直接获取多种微生物进入血液（比如蚊虫叮咬、动物抓伤或咬伤等）。
图1 微生物进入血液的来源和入口(Velmurugan et al., 2020)
2. 人血液微生物图谱是怎样的？
如前所述，血液微生物可以从肠道获取，然而健康人血液中的细菌组成却不同于肠道菌群。在肠道菌群中，厚壁菌门和拟杆菌门是最常见的菌门，而已报道的血液微生物群占主导的是变形菌门，其次是放线菌门、厚壁菌门和拟杆菌门(Velmurugan et al., 2020)（图2）。一项对32名健康人的血液成分（红细胞、白细胞层和血浆）中的细菌多样性进行表征的研究，发现相比于红细胞（6.23%）和血浆（0.03%），大多数血液细菌DNA在白细胞层（93.74%）。血液中的细菌DNA主要来自变形菌门（80%以上）和放线菌门、厚壁菌门和拟杆菌门。在更高的分类水平上，不同的血液成分中的细菌谱显著不同。梭杆菌属和黄杆菌属在红细胞中含量丰富，而放线菌属、杆菌属和梭状芽孢杆菌属在血浆和红细胞组分中比在白细胞层中更普遍（Païssé et al., 2016）。不同的研究小组也报告了健康血液中存在病毒、古细菌和真菌(Castillo et al., 2019)。有研究者认为，血液样本可能被实验室环境、DNA提取试剂盒或实验仪器污染。然而，已发表的血液微生物组研究在菌门水平上都有类似的结果，这表明可能存在着血液微生物群核心谱，它是独立于研究环境或分析方法的(Goraya et al., 2022)。
图2 健康人体肠道和血液中微生物群落构成
3. 血液微生物与疾病发生有关吗？
健康人的血液微生物被认为是休眠的，因为它不会诱发并发症比如炎症和败血症；然而，它可能在正常生理和免疫中起关键作用(Potgieter et al., 2015)。相比于肠道菌群，很少有研究揭示血液微生物群失调在代谢或认知障碍中的作用。在大多数情况下，肠道免疫屏障和肠道细胞可以保护血液免受肠道微生物及其代谢物的侵扰。人的网状内皮系统会试图清除穿过肠道屏障进入血液的微生物、代谢物或毒素。如果这道防线失效，血液细菌的生态失调可能导致慢性炎症，从而导致代谢紊乱，引发糖尿病、胰腺炎、肝硬化和心血管病等（图3）(Goraya et al., 2022)。此外，Dominy等人报道阿尔茨海默症患者的脑组织中存在牙龈卟啉单胞菌（导致牙周炎的细菌），这表明该细菌可以通过血流从口腔转移到脑(Dominy et al., 2019)。血液微生物与其他疾病的关系正在被越来越多地报道和揭示。
图3 血液微生物群和循环代谢物在糖尿病和心血管疾病病因和进展中的机制（Velmurugan et al., 2020）
血液中循环微生物DNA可以做biomarker？下期继续说。
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