《Brain and Behavior》:Modulating the Gut Microbiome as a Therapeutic Approach in Multiple Sclerosis: Implications for Gut-Brain Interactions and Immune Pathways: A Narrative Review
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本综述系统探讨了肠道微生物组通过肠脑轴调控多发性硬化症(MS)发病机制的最新进展。文章重点解析了微生物代谢产物短链脂肪酸(SCFAs)减少、Th17/Treg细胞失衡、血脑屏障(BBB)破坏等关键机制,并评估了益生菌、菌群移植(FMT)等干预策略的临床转化潜力。现有证据表明,靶向肠道菌群的干预手段有望成为MS的辅助治疗方案,但需通过更大规模临床试验验证其长期疗效。
肠道微生物组与多发性硬化症的相互作用机制
多发性硬化症(MS)是一种中枢神经系统(CNS)慢性自身免疫性疾病,全球约280-300万人受其影响。近年研究发现,肠道微生物组通过肠脑轴(Gut-Brain Axis)与免疫系统形成复杂网络,在MS发病过程中扮演关键角色。
微生物组特征性改变与免疫失衡
MS患者普遍存在肠道菌群失调,表现为产短链脂肪酸(SCFAs)菌群(如Faecalibacterium prausnitzii、Roseburia)的减少和促炎菌群(如Akkermansia muciniphila)的增加。这种改变导致微生物代谢产物水平异常,包括丁酸盐、丙酸盐等SCFAs的降低,以及神经活性吲哚衍生物的减少。通过16S rRNA测序和宏基因组学分析,研究者发现MS患者肠道中普雷沃菌属(Prevotella)和梭菌簇IV/XIVa的耗竭,而放线菌属(Actinomyces)和另枝菌属(Alistipes)则显著富集。
关键代谢通路的调控作用
SCFAs通过多种机制影响神经免疫平衡:首先,它们能促进调节性T细胞(Treg)分化,抑制辅助性T细胞17(Th17)的过度活化,从而改善Th17/Treg平衡失调;其次,SCFAs可增强肠上皮紧密连接蛋白(如occludin、claudin-5)表达,维持血脑屏障(BBB)完整性;此外,色氨酸代谢产物通过芳香烃受体(AhR)信号通路调控小胶质细胞活性。实验性自身免疫性脑脊髓炎(EAE)模型研究证实,补充SCFAs能显著减轻神经炎症和脱髓鞘程度。
微生物-免疫轴的双向调控
肠道菌群通过多种途径与免疫系统相互作用:微生物抗原可激活肠道相关淋巴组织(GALT),影响T细胞极化;菌群代谢产物能调节树突状细胞成熟过程;特定菌株(如Erysipelotrichaceae)还能促进髓鞘少突胶质细胞糖蛋白(MOG)特异性Th17细胞在肠道中的分化。值得注意的是,MS疾病修饰治疗(DMTs)会反向影响菌群组成,形成复杂的反馈环路。
创新治疗策略的探索
基于微生物组的干预策略包括:
- 1.
益生菌/元疗法:VSL#3复合益生菌能增加乳酸杆菌和双歧杆菌丰度,降低促炎细胞因子水平
- 2.
菌群移植(FMT):将健康供体菌群移植至MS患者,可恢复微生物多样性
- 3.
膳食干预:生酮饮食、间歇性禁食(IF)等能调节SCFAs产生菌的丰度
- 4.
工程菌株:表达IL-10的基因工程大肠杆菌Nissle 1917正在研发中
临床转化挑战与展望
当前研究存在样本量小、异质性高、缺乏标准化流程等局限。未来需通过多组学整合分析,建立个体化微生物组诊疗模型。同时,应开展长期随访研究,评估微生物干预对MS疾病进展的持续影响。随着对肠脑轴机制认识的深化,靶向肠道微生物组的精准治疗有望成为MS综合管理的新维度。