研究发现，抑郁患者的肠道菌群可作为诊断和药物开发的新靶点「研究速递」

在一项为期三年的研究中，来自Skoltech、RAS瓦维洛夫普通遗传学研究所(Vavilov Institute of General Genetics of RAS)的研究人员研究了重度抑郁症患者的肠道微生物与健康人群的差异。RAS是位于莫斯科的第一精神健康诊所，以N.A. Alexeev的名字命名。

在分析了肠道微生物组中存在的所有基因后，研究小组确定了一种特殊的细菌——普氏栖粪杆菌(Faecalibacterium prausnitzii )，它导致了健康人群和抑郁人群数据集之间最大的功能差异。这一发现为精神健康诊断和精神药物提供了希望，研究发表在《生物医学》杂志上。

研究概况

重度抑郁症（MDD）是全球最普遍的精神障碍之一。导致MDD发病机制的因素包括肠道微生物群（GM），它通过肠-脑轴与宿主相互作用。在之前对MDD患者转基因的研究中，使用了16S rRNA测序，该测序提供了有关成分的信息，但没有提供有关功能的信息。

在本研究中，研究者分析了整个宏基因组测序数据，以评估GM的组成和功能概况的变化。比较了36名MDD患者与38名健康志愿者的肠道微生物。

分类分析显示，MDD患者GM中普氏栖粪杆菌、罗斯拜瑞氏菌(Roseburia hominis)和罗氏弧菌(Roseburia intestinalis)的丰度下降，大肠杆菌和Ruthenibacterium lactatiformans菌丰度升高。同时还观察到，在MDD患者中，参与生产精氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、褪黑激素、乙酸、丁酸和共轭亚油酸以及亚精酸的关键酶的细菌基因水平下降。

这些基因与普氏栖粪杆菌产生了标志性对，并与MDD患者该物种水平的下降相关。这些结果表明，已识别的生物标志物细菌及其代谢物对MDD发病具有潜在影响，应在未来的代谢组学研究中得到进一步证实。

重度抑郁症患者与健康对照组基因多样性分析。(A,B): HC组和PwD组在“属”和“种”分类水平上Shannon指数的比较。(C,D):HC组和PwD组在“属”和“种”分类水平上的beta多样性的nMDS图。HC组用蓝色表示，PwD组用红色表示。椭圆表示分组样本簇周围的置信区域。(E-G):在HC组和PwD组的GM中，分别在“门”、“属”和“种”水平检测到中位相对丰度> 0.5%的类群。相对丰度的中值以百分比表示。

研究评述

研究人员评论说：“如果你知道抑郁患者与健康人群相比，哪些基因表现得更少或更多，以及哪些细菌影响最大，你就可以尝试做两件事。首先，在诊断精神障碍时，你可以使用粪便菌群分析作为辅助工具。其次，你可以尝试开发药物，使抑郁症患者的肠道微生物群‘正常化’。”

为了识别“抑郁”的肠道细菌，研究人员进行了宏基因组分析。也就是说，他们获取重度抑郁症患者和精神健康队列的粪便样本，然后对其中的全部细菌DNA进行了测序。研究者发现了每个群体的微生物组中存在哪些基因和细菌种类，以及它们的代表性有多强。

下一步是识别健康个体和精神障碍患者之间存在显著差异的基因集，并放大这些特定基因，以找出在抑郁症患者的微生物组中，携带这些基因的哪些细菌实际表现过多或不足。

有一种特殊的细菌脱颖而出，它被称为普氏栖粪杆菌(Faecalibacterium prausnitzii )，在重度抑郁症患者的肠道中含量明显较低。研究者将其与这些患者的微生物组宏基因组中三个代表性不足的基因组联系起来。

三组显著的基因中，第一组与褪黑激素的产生有关，褪黑激素调节着睡眠-觉醒周期。第二个与经典神经递质谷氨酸和γ-氨基丁酸的形成有关。第三个基因由负责合成短链酸的多个基因组成，短链酸的缺乏与抑郁症有关。

该研究所强调的微生物——普氏栖粪杆菌，在基于特定菌株开发各种疾病的治疗方案和诊断方法的背景下，已经越来越多地吸引了研究人员的注意。业界对这种细菌很感兴趣。

研究者称:“希望它能被证明是有用的，可以作为精神障碍诊断和精神生物药物的快速检测试剂的靶点，通过调整患者的微生物群来促进精神健康。”“我们听说了很多关于益生元和益生菌的事情——嗯，精神生物学可能是下一个大事件，让我们努力并期待。”

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参考文献

Alexey S. Kovtun et al, Alterations of the Composition and Neurometabolic Profile of Human Gut Microbiota in Major Depressive Disorder, Biomedicines (2022).  DOI: 10.3390/biomedicines10092162

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