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为探究肠道菌群与椎间盘退变（IVDD）的潜在因果关系，研究人员运用双向孟德尔随机化方法，分析相关全基因组关联研究（GWAS）数据。结果发现多种肠道菌群与 IVDD 存在关联。该研究为探索 IVDD 发病机制及治疗策略提供新思路。
随着老龄化加剧和生活方式改变，腰痛（LBP）发病率显著上升，给全球带来沉重的社会经济负担。椎间盘退变（Intervertebral Disc Degeneration，IVDD）作为椎间盘源性腰痛的主要原因，备受关注。IVDD 是一个复杂的过程，涉及多种形态、功能和生化变化。尽管已确定多种风险因素，如遗传、衰老、异常机械应力、肥胖、糖尿病和感染等，但相关发病机制仍不明确。目前的治疗方法，如物理治疗、药物治疗和手术干预，只能部分缓解症状，无法阻止或逆转疾病进展。因此，迫切需要确定 IVDD 的风险因素和发病机制，加强早期诊断，并研究有效的干预措施来延缓或逆转 IVDD 的进展。
在人体健康研究领域，胃肠道中数万亿的共生肠道菌群越来越受到关注。这些微生物参与众多生理过程，包括营养吸收、代谢调节、免疫系统发育和神经功能维持，在维持肠道环境与人体的动态平衡中起着关键作用。近年来，越来越多的证据表明肠道菌群与肌肉骨骼退行性疾病密切相关。例如，有研究发现肠道菌群失调会增加肠道通透性，导致血液中内毒素水平升高或下游代谢物失衡，进而引发慢性全身炎症，影响骨关节炎的发生和发展，揭示了骨关节炎中的 “肠道菌群 - 关节轴” 机制。此外，大量研究表明肠道菌群失调会导致炎症反应和免疫紊乱，可能与腰痛和 IVDD 有关。虽然目前的研究表明肠道菌群与 IVDD 密切相关，但潜在的因果关系和具体机制仍有待阐明。
为了深入探究肠道菌群与 IVDD 之间的关系，华中科技大学同济医学院附属协和医院等机构的研究人员开展了一项研究，相关成果发表在《European Spine Journal》上。
研究人员采用双向孟德尔随机化（Mendelian Randomization，MR）研究设计，该设计需遵循相关性、独立性和排他性限制三个基本假设。研究数据来源于整合流行病学单位（IEU）开放 GWAS 项目，其中肠道菌群数据来自 GWAS 目录，涉及多个国家的 7738 名参与者，共确定了 412 种微生物；IVDD 的 GWAS 数据来自 FinnGen 联盟版本 R7，包含 29,508 例病例和 227,388 例对照。研究人员通过设定全基因组显著性阈值筛选单核苷酸多态性（Single Nucleotide Polymorphisms，SNPs）作为潜在的工具变量（Instrumental Variables，IVs），并进行了一系列质量控制和筛选步骤。
在 MR 分析中，研究人员使用了多种方法，其中反方差加权（Inverse Variance Weighted，IVW）法为主要方法，MR-Egger、加权中位数（Weighted Median，WM）、加权模式和简单模式法作为补充。同时，进行了广泛的敏感性分析，包括使用 Cochran’s Q 统计量评估异质性、通过 MR-Egger 回归截距识别和排除水平多效性异常值，以及利用留一法（leave-one-out）等诊断图评估结果的稳健性。
在正向 MR 分析中，研究发现 12 种肠道菌群与 IVDD 存在因果关系。其中，短真杆菌属（Eubacterium brachy group）、裂缝真杆菌属（Eubacterium fissicatena group）、Marvinbryantia 属、NB1n 目、拟杆菌门（Bacteroidetes）和疣微菌门（Verrucomicrobia）是 IVDD 的危险因素；红螺菌科（Rhodospirillaceae）、产粪甾醇真杆菌属（Eubacterium coprostanoligenes group）、毛螺菌属（Lachnoclostridium）、瘤胃球菌科 UCG003 属（Ruminococcaceae UCG003）、瘤胃球菌科 UCG011 属（Ruminococcaceae UCG011）和红螺菌目（Rhodospirillales）对 IVDD 有保护作用 。敏感性分析、多效性检验和异质性检验结果表明，研究结果具有较高的可靠性。
反向 MR 分析中，研究人员将 IVDD 作为暴露因素，肠道菌群作为结果。结果显示，IVDD 的遗传易感性与消化球菌属（Peptococcus）的相对丰度呈正相关，与丹毒丝菌纲（Erysipelotrichia）、丹毒丝菌科（Erysipelotrichaceae）、裂缝真杆菌属（Eubacterium fissicatena group）、肠单胞菌属（Intestinimonas）和丹毒丝菌目（Erysipelotrichales）的相对丰度呈负相关。同样，通过多种检验和分析方法验证了该结果的稳健性。
该研究首次系统地探究了肠道菌群成分的遗传预测与 IVDD 之间的双向因果关系。研究结果揭示了特定肠道菌群与 IVDD 之间的复杂相互作用，为进一步探索 IVDD 的发病机制和治疗策略奠定了基础。同时，研究发现的一些与 IVDD 相关的肠道菌群，为 IVDD 相关代谢微生物生物标志物的研究提供了新的方向。然而，该研究也存在一定的局限性，如 MR 分析依赖于强大的遗传工具变量，肠道微生物组的复杂性可能引入未测量的混杂因素等。未来的研究需要整合先进的宏基因组学和多组学方法，加强临床和基础研究，以验证研究结果并阐明肠道菌群与 IVDD 关系的潜在机制。
