多组学揭示特应性皮炎相关长双歧杆菌亚种的宿主互作机制及其临床意义

这篇研究通过整合宏基因组、宿主转录组和代谢组数据，揭示了婴儿肠道菌群中长双歧杆菌（Bifidobacterium longum）亚种水平的遗传变异与特应性皮炎（AD）的关联。研究发现AD患儿与健康婴儿的菌株分型（subclade I/II）存在显著差异，并通过pangenome分析鉴定出影响氨基酸/脂质代谢的基因变异。关键发现包括：健康组富集的亚种I与PI3K-AKT信号通路、神经活性配体受体通路及四氢皮质醇等代谢物相关，为AD的微生物-宿主互作机制提供了新见解。

　　

Effect of the infant gut microbial diversity on atopic dermatitis
研究对31名AD患儿和29名健康婴儿的粪便样本进行宏基因组分析，发现两组间微生物α/β多样性存在显著差异（PERMANOVA p=0.023）。长双歧杆菌（B. longum）和无害梭菌（C. innocuum）与多样性变化密切相关，其中长双歧杆菌占所有样本平均相对丰度的37.6%。中介分析表明，这两种菌通过调控微生物多样性间接影响AD发生（p<0.05）。值得注意的是，长双歧杆菌是唯一在所有样本中均被检出的物种（相对丰度>0.01%）。

Distinct subclades of Bifidobacterium longum subspecies infantis
通过StrainPhlan3和PanPhlan3分析，在长双歧杆菌亚种infantis中鉴定出两个亚群：亚种I在健康组富集，亚种II与AD显著相关（p<0.05）。平均核苷酸一致性（ANI）和pangenome分析显示，两亚种存在258个KEGG直系同源基因差异，包括：

• 亚种I特有的CRISPR相关蛋白（Cas1/3/5d）
• 亚种II独有的限制性修饰系统（RM）和毒素基因（K06218）
• 影响氨基酸代谢的基因：亚种I携带天冬酰胺合成酶（K01953），亚种II富含支链氨基酸转运体（K01997/8）

Multi-omics analysis reveals potential crosstalk
宿主转录组分析发现，亚种I与71个转录本显著相关，涉及PI3K-AKT信号通路（AKT2、MAPK9）、神经活性配体受体相互作用（GABRR2、HTR1B）及单胺氧化酶B（MAOB）的负调控。代谢组学显示亚种I与四氢皮质醇（m/z 294.22）负相关，与鸟氨酸（m/z 132.10）正相关；亚种II则与9种脂质代谢物正相关。这些发现提示亚种I可能通过调节肠道上皮细胞活力（PI3K-AKT）和神经递质平衡（MAOB/ornithine）发挥保护作用。

Discussion
研究突破传统16S rRNA测序限制，首次在菌株水平揭示长双歧杆菌亚种infantis的功能分化：

1. 亚种I的CRISPR系统可能增强定植稳定性，其关联的PI3K-AKT通路促进肠道屏障成熟
2. 亚种II的RM系统和毒素基因可能影响环境适应性
3. 支链氨基酸代谢差异或通过肠-脑轴（gut-brain axis）影响神经发育
   局限性包括样本量较小（亚种I仅8例代谢组数据），但多组学整合策略为AD的精准干预提供了新靶点。