肠道细菌如何影响大脑?遗传学研究揭示精神疾病的新线索

最新的一项遗传学研究首次勾勒出一条相对清晰的因果路径:人类肠道中的某些微生物,可能通过改变血液中脂质分子的水平,进而影响严重精神疾病和神经退行性疾病的发生风险。研究指出,抑郁症、阿尔茨海默病等疾病的发展,或许并不只源自大脑本身,而是与消化道中的细菌活动密切相关。

这项成果发表在《情感障碍杂志》上,为“肠道如何与大脑对话”提供了更具体的生物学解释框架。人体肠道中栖息着数量庞大的微生物群落,它们不仅参与食物消化,还在免疫调节、代谢平衡等方面发挥关键作用。科学界通常将这些微生物与中枢神经系统之间的双向交流称为“肠–脑轴”。

过去已有大量观察性研究发现,神经或精神疾病患者的肠道菌群组成,往往与健康人群存在明显差异。但这些研究始终无法回答一个核心问题:究竟是肠道细菌促成了疾病,还是疾病反过来改变了肠道环境?

脂质分子为破解这一难题提供了突破口。脂肪不仅是能量来源,更是大脑结构的重要基石,神经细胞膜的构成以及神经信号的传递都离不开它们。临床上,脂质代谢异常常常与神经系统疾病并存,这让研究人员推测,肠道细菌可能正是通过影响脂质水平,间接作用于大脑健康。

在中国医科大学第七临床学院神经学系张楠团队的带领下,研究人员采用了“孟德尔随机化”这一统计方法来探究因果关系。该方法利用先天遗传变异作为研究工具,由于基因在受孕时随机分配,且基本不受后天生活方式影响,因此可以在一定程度上模拟随机对照试验,从而减少混杂因素的干扰。

研究团队整合了多项大型全基因组关联研究的数据,分析了7700多名个体中与肠道微生物相关的遗传信息,并结合了另一个包含7000余人的脂质代谢数据集。随后,他们将这些结果与七类主要神经精神疾病的遗传风险进行比对,其中包括阿尔茨海默病、帕金森病、肌萎缩性侧索硬化症、多发性硬化症,以及精神分裂症、重度抑郁障碍和双相情感障碍。

分析结果显示,不同细菌在疾病风险中扮演的角色并不相同。有些菌群与疾病风险上升相关,有些则似乎具有保护作用。研究共发现51种正相关关系,提示特定细菌可能增加患病风险;同时也识别出47种负相关关系,表明某些细菌可能降低风险。例如,鲁米诺球菌科与阿尔茨海默病风险升高相关,而部分杆菌类则与较低的帕金森病风险相关。

在脂质层面,研究发现并非“脂肪越多越危险”或“脂肪越少越健康”,不同结构的脂质分子对疾病的影响差异明显。遗传分析显示,较高水平的鞘磷脂与帕金森病风险增加有关,而某些类型的磷脂酰胆碱则可能具有保护作用。这表明,脂质的化学构成而非单纯的数量,才是决定其生物学效应的关键。

研究的一个重点,是验证脂质是否真正充当了肠道与大脑之间的“中介”。通过调解分析,研究人员发现,在重度抑郁障碍中,确实存在一条相对明确的通路。一种名为拟平伏杆菌的细菌,被发现会提高抑郁症风险,而这一影响部分是通过改变一种特定脂质——磷脂酰胆碱(16:0_20:4)的水平实现的。统计结果显示,这条脂质途径约解释了该细菌对抑郁症影响的11%。

为了排除“反向因果”的可能性,研究人员还检验了是否是神经精神疾病本身引发了遗传层面的变化,从而影响肠道细菌或脂质代谢。结果并未发现支持这种假设的证据,这进一步增强了“微生物变化先于疾病发生”的推断。

在其他疾病中,研究同样发现了一些值得关注的关联。例如,在肌萎缩性侧索硬化症中,一种名为Bacteroides clarus的细菌可能构成风险因素,而Dorea属细菌则可能具有保护作用。在精神分裂症方面,与维生素B1代谢相关的通路显示出潜在的保护效应,提示机体维持硫胺素代谢效率,或许有助于降低患病风险。

多发性硬化症的结果则凸显了问题的复杂性。研究将八种不同脂质与该病联系在一起,其中一半增加风险,另一半则降低风险。这意味着,简单粗放的饮食或代谢干预可能并不奏效,未来治疗或需精确针对特定脂质分子。

研究人员也坦言,这项工作仍存在局限。所使用的数据主要来自欧洲血统人群,不同族群之间的遗传背景差异,可能影响结果的普适性。此外,肠道微生物组的样本规模相对有限,未来更大规模的数据有助于验证并细化这些发现。孟德尔随机化本身也假设基因与结果之间呈线性关系,而真实的生物系统往往更加复杂。

尽管如此,这项研究依然为后续实验提供了清晰方向。接下来,科学家需要在实验模型中直接验证,特定细菌如何改变脂质水平,以及这些变化是否会对大脑功能产生直接影响。

从长远来看,这一研究为神经精神疾病的治疗提供了新的思路。与传统主要针对大脑神经递质的疗法不同,未来或许可以通过调节肠道微生物群、促进有益脂质的生成,作为辅助治疗手段。无论是定向的益生菌、益生元,还是更精细的饮食干预,都有可能成为新的研究和临床方向。眼下,这项研究的最大价值,在于为理解“肠道—脂质—大脑”这一复杂网络,标出了更明确的探索路径。

本文译自:psypost   .由olaola编辑发布