DMD 患者智力障碍与肠道菌群的神秘关联:探索认知受损背后的微生物密码

【字体: 时间:2025年05月07日 来源:Molecular Neurobiology 4.6

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  杜氏肌营养不良(DMD)患者常伴有智力障碍(ID),为探究其与肠道菌群的关系,研究人员对 50 例 DMD 患者进行 16S rRNA 基因测序。结果显示,DMD + 和 DMD?组肠道菌群 β- 多样性有显著差异。这为研究 DMD 认知障碍机制及治疗策略提供新方向。

  在医学研究的广阔领域中,杜氏肌营养不良(Duchenne muscular dystrophy,DMD)一直是备受关注的难题。DMD 是一种 X 连锁隐性遗传疾病,由抗肌萎缩蛋白(dystrophin,DMD)基因突变所致。患者不仅会出现进行性肌肉无力,在青春期失去独立行走能力,还常伴有呼吸功能不全和扩张型心肌病等严重并发症。更为棘手的是,许多 DMD 患者还面临着认知方面的困扰,智力障碍(intellectual disability,ID)在患者中并不少见,这极大地影响了他们的生活质量。
此前,虽然对 DMD 的研究已经取得了不少进展,但对于 DMD 患者智力障碍与肠道菌群之间的联系,科学界知之甚少。肠道菌群作为人体肠道内庞大的微生物群落,近年来被发现与许多生理功能密切相关,尤其是在肠道 - 大脑轴(gut - brain axis)的信号传递中扮演着重要角色。然而,在 DMD 这个特定疾病背景下,肠道菌群是否会影响患者的认知功能,却一直是个未解之谜。为了填补这一知识空白,来自 IRCCS Istituto Giannina Gaslini(热那亚吉安尼娜?加斯利尼研究所)等机构的研究人员勇敢地踏上了探索之旅。

研究人员开展了一项针对 DMD 患者肠道菌群的研究,旨在评估有智力障碍(DMD +)和无智力障碍(DMD ?)的 DMD 患者肠道菌群的差异,以及这种差异与认知功能之间的潜在联系 。他们通过对 50 例经基因确诊的 DMD 患者进行研究,最终发现 DMD + 和 DMD ?组之间肠道菌群的 β- 多样性存在显著差异。在 DMD + 组中,丙酸杆菌(Propionibacterium)和双歧杆菌(Bifidobacterium)的丰度增加,而布劳特氏菌属(Bulleidia)的丰度降低。这一发现意义重大,它为深入理解 DMD 患者认知障碍的发病机制提供了新的视角,也为未来开发基于肠道菌群的治疗策略带来了希望。该研究成果发表在《Molecular Neurobiology》杂志上。

在研究过程中,研究人员运用了多种关键技术方法。首先,他们通过收集患者的粪便样本,进行 16S rRNA 基因测序,以此来分析肠道菌群的组成。其次,利用 Kraken2 和 Bracken 等工具对测序数据进行分类和分析,从而确定不同菌群的种类和丰度。此外,研究人员还使用了多种统计方法,如 Mann - Whitney U 检验、Fisher 精确检验等,来评估不同组之间的差异。

下面来看具体的研究结果:

  • 研究对象基本信息:50 例 DMD 患者的中位年龄为 13.1 岁,大部分患者接受了每日 0.9mg/kg 的地夫可特(deflazacort)治疗,并补充 500UI / 天的口服维生素 D。根据基因突变分组,不同组间差异无统计学意义。DMD + 和 DMD ?组在年龄和行走状态上存在显著差异,其他方面如类固醇治疗、无创通气(NIV)支持、体重指数(BMI)等无显著差异。
  • 智力功能评估:30 例患者进行了适合其年龄的智力评估,17 例(34%)被归为 DMD + 组,33 例(66%)被归为 DMD ?组。DMD + 组的智商(IQ)显著低于 DMD ?组,总体全量表智商(FSIQ)得分为 84 。
  • 布里斯托大便性状量表(Bristol Stool Form Scale,BSFS)评估:35 例患者进行了 BSFS 评估,结果显示 DMD + 和 DMD ?组在大便性状上无显著差异。
  • 分类学分析:通过 16S rRNA 分析共鉴定出 98 个分类群。α- 多样性分析显示两组无显著差异;β- 多样性分析发现,在调整其他协变量后,两组在多个分类水平上存在显著差异,如在属水平上,DMD + 组的丙酸杆菌和双歧杆菌显著增加,布劳特氏菌属显著减少。但 FSIQ 得分与这些菌属之间未发现显著相关性。
  • 营养问卷评估:通过食物频率问卷(FFQ)评估发现,DMD + 和 DMD ?患者在每周常量营养素摄入上无显著差异,且 DMD 患者整体饮食与地中海标准存在偏差。

研究结论和讨论部分指出,虽然研究发现了 DMD 患者中肠道菌群与智力障碍之间的一些关联,但目前还不能确定它们之间存在因果关系。研究存在一定的局限性,如缺乏健康对照组、样本量相对较小等。然而,这项研究依然具有重要意义,它首次将 DMD 患者的微生物变化与智力表现联系起来,为后续研究提供了重要线索。未来,需要进一步开展整合多组学方法和纵向评估的研究,以更深入地探究肠道菌群与 DMD 患者认知功能之间的潜在相互作用,为改善 DMD 患者的生活质量提供更多的理论依据和治疗思路。

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