慢性炎性脱髓鞘性多发性神经根神经病中微生物群与真菌群的临床及病理生理相关性

《Frontiers in Molecular Neuroscience》：Microbiota and mycobiota in chronic inflammatory demyelinating polyneuropathy: clinical and pathophysiological correlations

　　

摘要

引言：慢性炎性脱髓鞘性多发性神经根神经病（CIDP）是一种免疫介导性神经病，其诱发因素尚未完全明确，且缺乏经验证的生物标志物。研究人员考察了细菌群落与真菌群落、短链脂肪酸（SCFAs）以及 IL18 启动子变异与具有临床/电生理意义指标之间的关联。

方法：研究纳入32例初治 CIDP 患者和15名健康对照。采集粪便、血清及脑脊液（CSF）样本。采用临床量表评估功能障碍，并将其与神经传导研究（NCS）参数相关联。对 IL18 启动子变异 rs187238、rs1946518 和 rs1946519 进行基因分型，并基于单倍型开展比较。对粪便、血清和 CSF 中的 SCFAs 进行定量。分别通过 16S rRNA V3V4 区域和 ITS1 区域的扩增子测序，对粪便和 CSF 的微生物群与真菌群进行谱系分析。采用 QIIME2 完成生物信息学处理和多样性分析。在各分类学层级计算 α 多样性和 β 多样性指标，并使用 ANCOM-BC2 进行差异丰度检验。

结果：与对照相比，CIDP 表现为粪便细菌 α 多样性增加以及 β 多样性显著改变。不同临床亚组之间的多样性模式存在差异，包括糖尿病状态和残疾严重程度。较高的粪便细菌多样性指标与更严重的 NCS 异常相关，而与 β 多样性测度的关联较弱。分类学分析显示，CIDP 中 Hominisplanchenecus_A faecis 富集，而 Lawsonibacter sp000177015 减少。SCFAs 浓度与细菌多样性指数相关，且 IL18 单倍型与不同的微生物特征相关。粪便真菌群在总体多样性方面未显示稳健的病例-对照差异。CSF 测序显示低生物量细菌信号，且其多样性指标与神经生理学测量相关。

讨论：研究证实了既往研究所观察到的 CIDP 患者肠道微生物组 α 多样性升高现象。研究结果提示，在 CIDP 病程中，肠道微生物群与真菌群均存在显著改变，且这些改变与临床、电生理及实验室参数相关。

该研究发表于《Frontiers in Molecular Neuroscience》，聚焦慢性炎性脱髓鞘性多发性神经根神经病（CIDP）的肠道微生态改变及其与临床表型、神经电生理损害、代谢指标和宿主遗传背景之间的关系。CIDP 是一种少见的免疫介导性周围神经病，当前其自身免疫启动因素尚未明确，临床上也缺乏可用于诊断、分层和预后判断的特异性生物标志物。既往研究提示肠道微生物群可能通过调节肠相关淋巴组织（GALT）、肠屏障通透性以及微生物代谢产物进入循环等机制参与自身免疫过程，但在 CIDP 中，相关证据仍十分有限，尤其是关于肠道真菌群、短链脂肪酸（SCFAs）以及炎症遗传背景之间整合分析的研究更为缺乏。另一方面，CIDP 与糖尿病（DM）之间存在复杂关系，糖尿病既可能干扰 CIDP 的诊断，也可能影响其免疫治疗反应，因此有必要从临床亚组角度进一步解析 CIDP 的微生态异质性。基于此，研究人员开展本研究，系统分析粪便与脑脊液（CSF）中的细菌群、真菌群、多样性特征、SCFAs 水平及 IL18 启动子多态性与 CIDP 临床和病理生理指标之间的关联。

研究人员共纳入32例新诊断、未接受免疫调节或免疫抑制治疗的 CIDP 患者及15名健康对照，所有患者均依据 2021 年 EAN/PNS 标准确诊，并完成详细神经系统评估、脑脊液检查和神经传导研究（NCS）。研究结果显示，CIDP 患者肠道细菌群 α 多样性升高，β 多样性亦发生显著偏移；这种变化与糖尿病状态、疾病严重程度和临床表型有关。更重要的是，较高的粪便细菌多样性与更显著的脱髓鞘/轴索损害电生理异常相关。分类学层面上，CIDP 患者 Hominisplanchenecus_A faecis 富集，而 Lawsonibacter sp000177015 减少。SCFAs 与菌群多样性指标存在相关性，IL18 单倍型与特定微生物特征相关。粪便真菌群总体未见稳健的病例-对照差异，但其多样性与部分临床和代谢参数相关。CSF 中检测到低生物量细菌遗传信号，且其多样性指标与神经生理学参数显著相关。总体而言，研究支持 CIDP 与肠道微生态紊乱相关，并提示这种紊乱与宿主免疫遗传背景、代谢状态及神经损害程度存在联系。

本研究主要采用以下技术方法：研究对象来自 Wroc?aw Medical University 神经内科住院队列。临床层面采用 INCAT 量表进行残疾评估，并实施标准化神经传导研究（NCS）及脑脊液常规检测；分子层面采用实时聚合酶链反应（PCR）完成 IL18 启动子 rs187238、rs1946518、rs1946519 基因分型；代谢层面以高效液相色谱（HPLC）定量粪便、血清和脑脊液中的 SCFAs；微生态层面以 16S rRNA V3V4 区域和 ITS1 区域扩增子测序分析细菌群与真菌群，并基于 QIIME2 进行 α/β 多样性分析、PCoA 展示及 ANCOM-BC2 差异丰度检验，对 CSF 低生物量样本进一步进行去污染处理。

在研究结果方面，论文首先报告了粪便微生物群的总体特征。

Fecal microbiota
研究人员发现，与健康对照相比，CIDP 患者粪便细菌群在多个分类层级上呈现更高的 α 多样性，表现为 order 和 family 层级 observed ASVs 增加，genus 层级 Shannon 指数和 Simpson 指数升高。这提示 CIDP 并非单纯的菌群丢失，而是伴随更复杂的群落扩张和均匀度变化。进一步分层后，在无糖尿病患者中，genus 层级多样性升高仍然存在，说明这一现象并非完全由糖代谢异常驱动。按照 INCAT 分层时，轻症患者相较健康对照在 order、genus 和 species 层级均表现出更高多样性，且轻症患者与重症患者之间 species 层级 Faith’s PD 存在差异，提示疾病严重程度与系统发育多样性结构相关。

在 β 多样性方面，CIDP 与对照在 order、genus 和 species 层级均出现群落成员构成或群落组成差异，提示群落结构整体重塑。经典型 CIDP、轻症患者以及合并糖尿病与否的亚组之间，也检测到明显 β 多样性偏移，尤其在 genus 和 species 层级更为突出。这说明 CIDP 不同临床亚型可能具有不同的肠道细菌生态结构。

在临床相关性分析中，较高年龄与更高的菌群丰富度和多样性相关。更关键的是，多项 NCS 指标与粪便细菌 α 多样性呈中等至较强相关。例如，胫神经 F 波潜伏期（F-Lat）延长与多层级 Shannon 指数升高相关，而尺神经感觉神经动作电位（SNAP）波幅、胫神经复合肌肉动作电位（CMAP）波幅和尺神经感觉传导速度（SCV）降低则与 genus/species 层级多样性升高相关。由于 F-Lat 延长、SNAP/CMAP 波幅下降、SCV 降低均代表更明显神经损害，这些结果表明更高的肠道细菌 α 多样性与更严重的周围神经电生理异常相关。相比之下，β 多样性与 NCS 的相关性较弱，提示群落内部丰富度和均匀度可能比样本间组成差异更贴近疾病损伤程度。

在代谢关联方面，粪便丙酸、乙酸和戊酸水平与多项细菌 α 多样性指标相关，其中粪便丙酸与 family、genus、species 层级丰富度多呈负相关，提示代谢物水平与群落结构之间存在耦联。分类学分析共识别出73个细菌目、151个科、435个属和531个种。差异丰度分析显示，CIDP 患者富集 TANB77 目、CAG-508 科、Hominisplanchenecus_A 属及 Hominisplanchenecus_A faecis 种，而 Eubacterium_F、Thomasclavelia 及 Lawsonibacter sp000177015 减少。分层分析中，CIDP DM_- 相较 DM_- 对照富集 CAG-272 科和 Alistipes_A_871400 shahii，CIDP DM₊ 相较 DM_- 对照则表现为 Lawsonibacter 属减少。上述结果提示，CIDP 的肠道菌群改变不仅体现在整体多样性升高，还具体落实到若干可能与肠道功能、代谢和炎症调控相关的分类单元变化。

在遗传背景方面，IL18 单倍型分析显示，携带 GGG 单倍型〔rs187238 G/rs1946518 G/rs1946519 G〕的患者相较非 GGG 携带者，Verrucomicrobiales 目、Akkermansiaceae 科、Akkermansia 属、Bacteroides_H_857956 cellulosilyticus 和 Akkermansia muciniphila_D_776786 更丰富；而 GGG 型 CIDP 患者相较 GGG 型对照则富集 Angelakisella massiliensis。该结果支持 IL-18 相关炎症遗传背景能够塑造肠道微生物组成。

CSF microbiota
脑脊液微生物群分析显示，CIDP 组在 species 层级 Simpson 指数下降，提示样本均匀度降低。尽管整体分类组成在 CIDP 与对照之间未见显著差异，但多项 CSF 多样性指标与神经电生理参数呈较强相关。median 神经 SNAP 波幅、SCV，ulnar 神经 SCV，peroneal 神经 CMAP 波幅等均与 CSF α 多样性呈正相关，而 ulnar 神经 F-Lat 与 species 层级 Faith’s PD 呈负相关。此外，CSF 蛋白浓度与 genus/species 层级 Simpson 指数呈强正相关，血清乙酸与 order/family 层级多样性呈强负相关。分类学上，CSF 中检出30个细菌目、46个科、62个属和56个种，无古菌。亚组分析显示，Lactobacillales 目在轻症患者、GGG 单倍型患者及 non-CTT 单倍型患者中较对照减少；non-CTT 患者较对照 Streptococcaceae 科减少，较 CTT 患者 Streptococcus 属进一步降低。研究据此认为，CSF 中主要反映低生物量细菌遗传信号，其生物学意义仍需谨慎解释，但其与神经损伤指标的相关性提示屏障功能异常可能值得进一步研究。

Fecal mycobiota
与细菌群相比，粪便真菌群结果较少。病例-对照之间总体多样性未见显著差异，分类学上共识别10个真菌目、10个科、10个属和10个种，且未检测到显著差异分类单元。然而，真菌 α 多样性与部分神经电生理和代谢指标有关。peroneal 神经运动传导速度（MCV）与 order 层级 observed ASVs、species 层级 Faith’s PD 呈强正相关；胫神经 F-Lat 与各分类层级 Shannon 和 Simpson 指数呈强负相关，提示随着脱髓鞘加重，真菌群可能趋向低多样性、低均匀度状态。CSF 丙酸、乙酸、丁酸及血清乙酸与真菌多样性多呈负相关，而 CSF 蛋白与 Simpson 指数呈正相关。尽管缺乏稳健的病例-对照差异，这些相关性表明真菌群也可能参与 CIDP 相关的肠道生态改变。

讨论部分指出，该研究在既往工作基础上进一步证实：CIDP 患者存在肠道微生态异常，且不仅涉及细菌群，也波及真菌群和代谢物网络。最核心的发现是，CIDP 的粪便细菌 α 多样性升高与更严重的电生理损害并行出现，而真菌群则呈现与脱髓鞘程度相关的低多样性趋势。研究还提示，糖尿病状态、经典型/非典型表型、疾病严重程度和 IL18 单倍型都可能影响微生物群结构，显示出 CIDP 具有明显的微生态异质性。此外，SCFAs 与微生物多样性之间存在稳定相关，提示代谢通路可能是宿主-菌群互作的重要中介。对于 CSF 检出的细菌遗传物质，论文强调不能简单视作真实定植，更可能提示低生物量核酸信号及潜在屏障功能受损背景下的转位现象，但这一点仍需后续研究验证。

研究结论部分可译为：CIDP 似乎是另一种肠道微生物环境可能发挥重要作用的疾病实体。本研究显示，肠道微生物群与真菌群在多样性和丰度方面均发生显著改变，且这些改变与具有临床意义的参照指标相关，包括 NCS 和 INCAT。研究证实了既往关于 CIDP 中肠道微生物群 α 多样性升高的报道。研究还发现，按是否合并糖尿病或按临床病程划分的 CIDP 亚组，其多样性指标和某些分类单元的流行程度可存在显著差异。此外，周围神经损伤参数与微生态指标之间存在相关性，提示更强烈的脱髓鞘过程与肠道细菌群多样性升高及肠道真菌群降低相关。CSF 多样性指标与临床数据之间出现统计学显著且较强的相关性，在部分情况下 R > 0.9，这可能提示肠屏障及血脑屏障存在具有临床意义的破坏，从而允许 DNA 分子进入 CSF，并进一步在中枢神经系统内产生后果。鉴于样本量较小，所有结果均应谨慎解释，相关关联仍需在未来研究中加以验证，以评估潜在因果关系。