重大发现:芽囊原虫(Blastocystis)—— 连接健康饮食与心血管代谢健康的潜在 “桥梁”

【字体: 时间:2025年03月04日 来源:Signal Transduction and Targeted Therapy 40.8

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  为探究芽囊原虫与健康关系,研究人员分析多国人群,发现其与健康饮食、良好心血管代谢相关,意义重大。

  在肠道微生物的神秘世界里,一直以来,人们对各种细菌、微生物在人体健康中扮演的角色充满好奇与探索欲。近年来,饮食对健康的影响备受关注,尤其是在心血管代谢疾病的预防和控制方面。研究发现,肠道微生物组(gut microbiome)在饮食与健康之间的关系中起着关键的桥梁作用。然而,尽管人们对肠道细菌已有不少了解,但对于像芽囊原虫(Blastocystis)这样的微真核生物,却知之甚少。
芽囊原虫是一种在肠道中普遍存在且基因多样的微生物,早在一百多年前就被发现,可长久以来它都被当作病原体看待。随着研究的深入,一些新证据表明它可能与肠道微生物组存在相互作用,甚至对肠道健康有益,这一转变让芽囊原虫的研究进入了新的阶段。但目前,关于芽囊原虫、饮食习惯和心血管代谢之间究竟有怎样的联系,还存在诸多疑问,这也促使了研究人员开展相关研究。

来自麻省理工学院和哈佛大学的博德研究所(Broad Institute of MIT and Harvard)、马萨诸塞州总医院计算与综合生物学中心(Center for Computational and Integrative Biology, Massachusetts General Hospital)以及新加坡国立大学杨秀桃医学院微生物学与免疫学系(Department of Microbiology and Immunology, Yong Loo Lin School of Medicine, National University of Singapore)的研究人员,针对芽囊原虫展开了深入研究。相关成果发表在《Signal Transduction and Targeted Therapy》上。

研究人员开展了多项关键研究:

  • 全球流行率分析:对来自 32 个国家的 56,989 人的粪便宏基因组进行全面分析,运用 MetaPhlAn 4 对细菌和古细菌进行分类,并借助随机森林机器学习模型预测芽囊原虫的存在。研究发现,芽囊原虫的全球流行率差异显著,斐济高达 56.29%,日本仅 2.46%。而且不同亚型(STs)在不同地区分布不同,ST1 和 ST2 在非西方化人群中更常见,ST4 在欧洲占主导。
  • 饮食与健康关联研究:研究显示,携带芽囊原虫比例较高的个体更倾向于食用植物性食物,如干果和蔬菜。同时,芽囊原虫的存在与良好的心血管代谢生物标志物相关,包括较低的舒张压、C 肽水平、甘油三酯水平和 GlycA 值,这些都是 2 型糖尿病和心血管疾病的既定风险因素。此外,在另一项大型队列研究中发现,芽囊原虫流行率较高的个体 BMI 值显著更低,还伴有良好的葡萄糖稳态和较低的估计内脏脂肪。
  • 肠道微生物多样性研究:携带芽囊原虫的个体肠道微生物组的 α 多样性显著更高。通过随机森林机器学习模型,研究人员确定了与芽囊原虫携带相关的独特微生物配置。芽囊原虫阳性个体中有益细菌如瘤胃球菌科(Ruminococcaceae)的相对丰度更高,而芽囊原虫阴性样本中诸如 Blautia 和卵形拟杆菌(Bacteroides ovatus)等物种更为丰富。
  • 饮食干预研究:在一项涉及 1124 名健康个体的个性化饮食干预研究中,参与者在六个月内显著改善了饮食质量,这使得芽囊原虫的流行率和丰度明显增加。

研究人员用到的主要关键技术方法包括:对大量人群的粪便样本进行宏基因组测序,利用 MetaPhlAn 4 进行细菌和古细菌分类,借助随机森林机器学习模型预测芽囊原虫的存在以及分析微生物配置,开展大型队列研究和饮食干预研究等。

研究结果表明,芽囊原虫与健康的植物性饮食、良好的心血管代谢状况之间存在紧密联系。这一发现意义非凡,它挑战了人们对芽囊原虫作为病原体的传统认知,为其在肠道健康和代谢健康方面的研究开辟了新方向。从临床应用角度看,芽囊原虫携带与健康植物性饮食的关联提示,增加富含纤维食物的摄入可能有助于提高肠道微生物多样性和改善心血管代谢健康。此外,芽囊原虫作为肠道健康生物标志物的潜在作用,为个性化营养策略和针对微生物组的治疗方法提供了新的思路,例如微生物组分析可以将芽囊原虫作为饮食质量或代谢健康的指标,为制定个性化的饮食或治疗建议提供依据 。

不过,该研究也存在一定的局限性。研究基于观察数据,芽囊原虫与心血管代谢结果之间的因果关系尚不明确,未来需要开展对照干预研究和纵向分析,从分子层面探究芽囊原虫对宿主代谢健康的影响,尤其是不同亚型的特异性作用。而且,虽然观察到芽囊原虫阳性个体中细菌多样性增加,但研究未深入探讨芽囊原虫与其他微生物群体之间的生态相互作用,需要进一步研究来明确它们之间潜在的协同或竞争关系。另外,芽囊原虫是直接促进健康,还是仅仅反映了健康的生活方式,也有待通过体外和体内模型进行评估,以确定不同芽囊原虫亚型的功能作用以及其作为治疗靶点的潜力。

总体而言,这项研究利用了前所未有的宏基因组数据集,跨越不同地理区域,并运用机器学习技术,揭示了芽囊原虫、更健康的饮食模式和改善的心血管代谢状况之间的新关联,为进一步探索芽囊原虫的遗传、基因组和功能作用,以及其在个性化营养和微生物组靶向治疗中的潜在应用奠定了坚实基础。
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