基于宏基因组学的慢性前列腺炎生物信息学研究:探索微生物奥秘,开启精准治疗新篇

《World Journal of Urology》:Bioinformatic strategies in metagenomics of chronic prostatitis

【字体: 时间:2025年03月27日 来源:World Journal of Urology 2.8

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  慢性前列腺炎 / 慢性盆腔疼痛综合征(CP/CPPS)治疗面临挑战,抗生素滥用问题突出。研究人员开展慢性前列腺炎宏基因组生物信息学策略研究,发现患者和健康人微生物多样性差异,确定潜在治疗靶点。该研究为 CP/CPPS 治疗提供新思路123

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  慢性前列腺炎(Chronic prostatitis),这个泌尿系统的 “顽固分子”,让众多年轻男性深受其扰。它所引发的持续不适和神经心理症状,如同阴影一般,严重影响着患者的生活质量。尽管它在泌尿科疾病中相当常见,但目前其发病机制却迷雾重重,治疗手段也十分有限。传统观念认为,可能存在一种难以用常规培养方法检测到的 “隐藏” 病原体,这一猜测导致了抗生素的过度使用,进而引发了令人担忧的抗菌药物耐药性问题,这不仅让治疗更加棘手,还加重了患者和医疗系统的负担。
在这样的背景下,为了深入了解慢性前列腺炎的发病机制,探寻更有效的治疗方法,来自伊斯坦布尔大学(Istanbul University)和 Medicalpark 医院的研究人员开展了一项极具意义的研究。他们将目光聚焦于慢性前列腺炎 / 慢性盆腔疼痛综合征(CP/CPPS)患者与健康对照者的尿液微生物群差异,试图从中找出微生物致病因素、抗生素耐药基因(ARGs)、优势细菌的毒力因子,进而探索潜在的治疗靶点。这项研究成果发表在《World Journal of Urology》上,为慢性前列腺炎的研究和治疗开辟了新的方向。

为了开展此项研究,研究人员采用了多种关键技术方法。他们收集了 58 例 CP/CPPS 患者和 25 例健康对照者的尿液样本,这些样本均来自 Bilge 医院泌尿科。通过 16S rRNA 测序技术,利用纳米孔平台对样本进行检测,能够实现微生物基因组的实时组装,获取更全面的微生物信息。同时,借助 BV - BRC、Galaxy 等生物信息学平台,对微生物群落、抗生素耐药基因和毒力因子进行深入分析,从而挖掘出关键数据456

下面来看具体的研究结果:

  • 微生物多样性差异:研究发现,患者和对照组之间存在明显的微生物多样性差异。芽孢杆菌属(Bacillus)在 CP/CPPS 患者中显著富集,而肠球菌属(Enterococcus)在对照组中占主导地位。并且,年轻患者的微生物组特征与老年组不同,其中最年轻的患者亚组(29 - 39 岁)微生物多样性最高7810
  • 抗生素耐药基因(ARGs)分析:通过生物信息学分析,研究人员确定了与芽孢杆菌属相关的 ARGs 和毒力因子,这表明芽孢杆菌属可能在局部炎症中发挥作用。研究还发现,不同细菌对抗生素的耐药模式存在差异。例如,肠球菌对多种抗生素具有较高的耐药性,而某些抗生素如截短侧耳素(pleuromutilin)和万古霉素(vancomycin)对芽孢杆菌属可能具有潜在的治疗效果,但这些还需要进一步的实验验证21214
  • 毒力因子分析:芽孢杆菌属和肠球菌属显示出较高的毒力因子丰度,包括黏附、抗吞噬和应激蛋白因子等。其中,芽孢杆菌属具有更广泛的毒力因子,这可能增强了它在前列腺微生物组中的生存和定植能力9

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研究结论和讨论部分,进一步强调了该研究的重要意义。此次研究首次发现解淀粉芽孢杆菌(Bacillus velezensis)与 CP/CPPS 之间存在潜在关联,这为后续研究提供了关键的方向。芽孢杆菌属产生的多种代谢产物,如表面活性素(surfactin)、丰原素(fengycin)和杆菌霉素 D(bacillomycin D)等,它们在免疫调节和炎症反应中发挥着复杂的作用。这些代谢产物既可以抑制病原体,维持微生物群落的稳定,但同时也可能通过激活相关信号通路,促进炎症细胞浸润和细胞因子释放,导致慢性炎症的发生和发展1113

从微生物群落的角度来看,CP/CPPS 患者中微生物失衡的现象十分明显,肠球菌属的减少和芽孢杆菌属的增多,可能与疾病症状的严重程度和疾病进展相关。因此,恢复微生物稳态有望成为缓解 CP/CPPS 症状和减轻炎症的治疗靶点。在抗生素治疗方面,虽然研究确定了一些潜在有效的抗生素,但考虑到微生物组的平衡至关重要,在选择抗生素时需要谨慎,避免对有益微生物造成不良影响,引发二次感染1517

不过,该研究也存在一定的局限性。例如,研究仅通过生物信息学分析预测了抗生素耐药基因的存在,但这些基因是否具有功能活性尚未得到实验验证。而且研究采用的是横断面设计,只能反映某一时间点的情况,无法明确因果关系和疾病进展情况。此外,样本量相对较小且地理多样性有限,可能影响研究结果的普遍性1618

尽管如此,这项研究依然为 CP/CPPS 的治疗带来了新的希望。它揭示了微生物在 CP/CPPS 发病机制中的重要作用,为基于微生物组的治疗策略提供了理论基础。未来的研究可以在此基础上,进一步探索单核苷酸多态性(SNPs)对抗生素耐药性的影响,开发精准的益生菌疗法,优化微生物组靶向干预措施,从而为 CP/CPPS 患者提供更加个性化、有效的治疗方案。

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