编辑推荐:
为解决阴道微生物群研究中仅依赖相对定量方法的问题,研究人员开展了关于阴道微生物群绝对定量的研究。他们分析了肯尼亚 196 名女性性工作者的宫颈阴道分泌物,发现阴道细菌载量与免疫因子相关,且能预测细菌性阴道炎(BV)和生殖免疫环境,这为相关研究提供了新思路。
在女性生殖健康领域,阴道微生物群一直是研究的重点对象。以往研究发现,阴道微生物群的组成与不良性健康和生殖健康结局紧密相连。比如,微生物多样性状态(通常称为细菌性阴道炎,BV)与 HIV 感染风险升高、早产等不良后果相关 ,而乳酸杆菌(Lactobacillus)尤其是卷曲乳酸杆菌(L. crispatus)占优势时则具有保护作用。然而,目前大多数研究在表征阴道微生物群时,主要采用宏基因组测序等仅能提供微生物相对丰度的方法,无法获取绝对丰度数据。这种局限性使得难以明确微生物与宿主过程及疾病之间的因果关系。为了更深入了解阴道微生物群与宿主免疫之间的关系,来自多伦多综合医院研究所、多伦多大学等多个机构的研究人员开展了相关研究。该研究成果发表在《Microbiome》杂志上。
研究人员运用了多种关键技术方法。首先,从肯尼亚 196 名女性性工作者中采集宫颈阴道分泌物样本,并对其进行处理。接着,采用 16S rRNA 基因测序技术来分析阴道微生物群的组成,确定不同的阴道群落状态类型(CSTs)。同时,利用 qPCR 技术定量检测总细菌载量。通过这些技术,全面分析了阴道微生物群的相对和绝对丰度,以及相关免疫因子的水平。
研究结果如下:
- 参与者特征和阴道微生物群特征:研究人员从 196 名非怀孕、未感染 HIV 且无细菌性性传播感染(STI)的女性中获取宫颈阴道分泌物,对其免疫和微生物参数进行了表征。参与者年龄中位数为 30 岁,49% 使用激素避孕,54% 的人 HSV - 2 血清呈阳性。通过 16S rRNA 基因测序,确定了五种阴道群落状态类型(CSTs),其中 CST - I(L. crispatus 为主)占 10%,CST - II(Lactobacillus gasseri 为主)占 0.5% ,CST - III(Lactobacillus iners 为主)占 26%,CST - IV(多样的、BV 型)占 63%,CST - V(Lactobacillus jensenii 为主)占 2%。由于 CST - II 和 CST - V 人数较少,后续分析将其与 CST - I 合并为 “CST - I +”。
- 阴道微生物群组成与总细菌载量密切相关:通过将 16S rRNA 基因测序得到的细菌相对丰度乘以 qPCR 定量的总细菌载量,生成阴道微生物群的定量图谱。结果发现,不同 CSTs 之间总细菌载量差异显著,CST - IV 的女性总细菌载量明显高于 CST - I + 和 CST - III。CST - IV 还可进一步分为四个亚组,其中 CST - IV - A 和 CST - IV - B 的总细菌载量相当,CST - IV - C 的细菌载量较低。
- 阴道微生物群组成和细菌载量与可溶性免疫因子相关:CST - I + 和 CST - III 的阴道可溶性免疫因子水平相似,但 CST - III 中上皮破坏生物标志物 sE - cad 的水平较高。CST - IV 与 CST - I + 和 CST - III 在免疫学上差异显著,其 sE - cad、IL - 1α、IL - 1β、IL - 8 和 MMP - 9 水平较高,而 IP - 10、MIP - 3α、MIG 和 MCP - 1 水平较低。线性回归模型显示,总细菌载量与 sE - cad、IL - 1α 等呈正相关,与 IL - 6、IP - 10 等呈负相关。
- 总细菌载量影响阴道微生物群组成与生殖免疫学的关系:不同 CSTs 中,总细菌载量与免疫因子的关系不同。在 CST - III 和 CST - IV 中,总细菌载量与多种免疫因子呈正相关或负相关;而在 CST - I + 中,细菌载量与 MMP - 9 呈负相关。此外,关键细菌分类群的绝对丰度与免疫因子也存在特定关联,如 L. crispatus 与促炎细胞因子呈负相关,与趋化因子呈正相关;而经典的 BV 相关细菌如 Gardnerella vaginalis 等则与 sE - cad 和促炎细胞因子呈正相关,与趋化因子呈负相关。
- 绝对细菌载量可独立预测 BV 状态和生殖免疫学:总细菌载量在预测 Nugent BV 和分子 BV 方面表现良好,且在预测生殖免疫环境时,与 Nugent BV 和阴道 CSTs 相比,总细菌载量是 IL - 1α 和 IP - 10 水平的同样强大的预测指标。在基于部分围绕中心点(PAM)聚类分析中,总细菌载量对免疫簇的预测能力比 CST 更强,且倾向于比 Nugent BV 状态更强。
- 细菌载量作为生殖免疫环境预测指标的验证:在乌干达的一个独立队列中,研究人员再次验证了细菌载量在预测 Nugent BV 方面的作用。在该队列中,绝对细菌载量在 Nugent BV 女性中再次增加,并且是 Nugent BV 的强预测指标。同时,在预测生殖免疫环境时,细菌载量与 IL - 1α 水平显著相关,在预测免疫簇方面也有较好表现。
研究结论表明,阴道细菌载量和微生物群组成都是生殖免疫环境的决定因素,它们与阴道可溶性免疫因子存在互补关联。总细菌载量作为单一变量,在预测生殖免疫环境方面与多变量阴道微生物群表征相当。这一研究结果为阴道微生物群研究提供了新的视角,强调了定量方法在揭示宿主 - 微生物相互作用中的重要性。同时,定量检测阴道细菌载量可能是一种快速、经济且可广泛应用的识别非最佳阴道微环境的方法,有助于未来在临床诊断和治疗方面的进一步探索,对改善女性生殖健康具有重要意义。但该研究也存在一定局限性,如样本主要来自女性性工作者,分析为横断面研究无法确定因果关系等,未来需要更多研究来进一步完善相关结论。