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为探究肠道微生物组与精神分裂症(SCZ)关联,南非研究人员开展研究,发现二者或有关联,需进一步验证。
研究背景:探寻肠道微生物组与精神分裂症的神秘联系
精神分裂症(Schizophrenia,SCZ)是一种复杂且严重的精神障碍,如同隐藏在大脑深处的 “神秘杀手”,在南非的患病率约为 0.5 - 1%。长久以来,它的病因一直是医学领域的未解之谜,遗传和环境因素都被认为在其中扮演了重要角色,但具体机制却始终模糊不清。
近年来,肠道微生物组逐渐进入科学家的视野,成为解开 SCZ 病因之谜的关键线索。肠道微生物组就像人体肠道内的一个 “小宇宙”,包含着数以万亿计的微生物,它们不仅对肠道健康至关重要,还与免疫系统、神经系统有着千丝万缕的联系。通过肠道 - 脑轴(gut - brain axis),肠道微生物可以与中枢神经系统(Central Nervous System,CNS)进行双向交流,影响神经发育、神经内分泌和神经传递等过程。
已有研究表明,肠道微生物组的多样性和组成变化可能与 SCZ 的发生发展相关。然而,此前大多数研究集中在亚洲、欧洲和美洲人群,非洲人群在这一研究领域的代表性严重不足。为了填补这一空白,来自南非的研究人员勇敢地踏上了探索之旅,试图揭示南非人群中肠道微生物组与 SCZ 之间的潜在关联。
研究机构与研究:南非团队的探索之旅
此次研究由来自南非斯泰伦博斯大学(Stellenbosch University)等机构的研究人员共同开展。他们从 “神经精神疾病和心血管疾病的共同根源项目(Shared Roots of Neuropsychiatric Disorders and Cardiovascular Disease Project,SR)” 中获取了 41 例 SCZ 患者和 48 例对照的相关数据。
研究人员采用了多种先进的技术方法来深入探究肠道微生物组与 SCZ 的关系。在样本处理方面,收集参与者的粪便样本,提取微生物 DNA,并对 16S rRNA 基因的 V4 区域进行扩增和测序。在数据分析阶段,运用 R Studio 中的 DADA2 管道进行数据预处理和微生物分类,利用 QIIME2 进行多样性分析,通过 ANCOM - BC(Analysis of Compositions of Microbiomes with Bias Correction)来识别差异丰富的分类群。同时,还进行了多种统计分析,包括对元数据变量的统计检验、α - 多样性和 β - 多样性分析等。
研究结果:寻找潜在关联的蛛丝马迹
- 队列描述:对 SCZ 患者和对照组的临床和人口统计学特征进行分析发现,两组在性别、年龄、体重指数(Body Mass Index,BMI)、代谢综合征(Metabolic Syndrome,MetS)、童年创伤、饮酒和吸烟等方面均无统计学显著差异。不过,SCZ 患者均在服用精神药物,而部分对照参与者报告使用了治疗抑郁、焦虑和抑制食欲的药物。
- α - 多样性分析:通过计算香农(Shannon)和辛普森(Simpson)多样性指数来评估个体样本内的微生物多样性,结果显示 α - 多样性与病例 - 对照状态之间无显著关联(Shannon q=0.090 ,Simpson q=0.174 )。
- β - 多样性分析:在确定与微生物群落丰度相关的元数据变量时,发现性别、当前饮酒状态和当前吸烟状态与某些分类群的相对丰度存在显著差异,因此将这些变量作为协变量纳入 β - 多样性分析。然而,经过协变量校正后,发现病例和对照之间的肠道微生物群落并无显著差异(p=0.547 )。主坐标分析(Principal Coordinates Analysis,PCoA)也显示,病例和对照之间微生物组成的方差或差异无统计学显著性(q=0.124 )。
- 差异分类群分析:在未校正多重检验时,发现普雷沃氏菌(Prevotella)、粪杆菌(Faecalibacterium)、考拉杆菌(Phascolarctobacterium)、小杆菌(Dialister)和 SMB53 的相对丰度与 SCZ 病例 - 对照状态相关。但校正多重检验后,这些关联均未达到统计学显著性。除考拉杆菌外,其他几种菌在 SCZ 病例中的相对丰度均低于对照组。
研究结论与讨论:开启新征程
综合上述研究结果,此次研究未发现 SCZ 患者和对照之间在 α - 多样性和 β - 多样性上存在统计学显著差异,但观察到一些分类群相对丰度的差异,暗示短链脂肪酸(Short - Chain Fatty Acid,SCFA)产生菌与 SCZ 之间可能存在潜在关联。不过,由于样本量较小、研究设计的局限性以及缺乏对 SCFA 浓度的直接测量等因素,这些结果需要谨慎解释。
尽管如此,这项研究仍具有重要意义。它是南非首次针对肠道微生物组与 SCZ 关系的研究,为后续更大规模、更深入的研究奠定了基础。未来的研究可以通过扩大样本量、采用更先进的测序技术(如鸟枪法宏基因组测序)、控制更多影响肠道微生物组的因素(如饮食、药物等),进一步验证这些发现,深入探索肠道微生物组在 SCZ 发病机制中的作用。这不仅有助于我们更好地理解 SCZ 的病因,还可能为开发新的治疗策略提供潜在的靶点,为众多 SCZ 患者带来新的希望。该研究成果发表在《Neurogenetics》上,为该领域的研究添上了重要的一笔。