近期，美国华盛顿大学医学院的研究人员进行的一项人类研究显示，在阿尔茨海默病（AD）早期阶段，即在脑部变化已经开始但尚未出现认知症状之前，人们的肠道微生物组成与健康人群存在差异。该团队的研究确定了与临床前期AD相关的特定肠道微生物类型，并证明了包括这些微生物组特征可以提高机器学习分类器预测临床前期AD状态的准确性。
这些综合研究结果表明，通过分析个体的肠道微生物组成，有可能识别出更高患有痴呆风险的人群，并且还提示设计能够改变微生物组的预防性治疗可能延缓认知能力下降。
“我们尚不清楚肠道是否影响大脑，或是大脑影响肠道，但无论哪种情况，这种关联都是有价值的，”华盛顿大学实验和基因医学Conan教授Gautam Dantas博士表示。“肠道微生物组的变化可能只是大脑病理变化的反映。另一种可能是肠道微生物组对阿尔茨海默病有贡献，如果是这种情况，通过益生菌或粪便移植改变肠道微生物组可能有助于改变疾病进程。”Dantas是该研究团队在《科学转化医学》上发表论文的共同通讯作者。研究报告中，该团队得出结论称，“肠道微生物组与临床前期AD神经病理的相关性可能改善我们对AD病因的理解，并有助于确定与AD风险相关的肠道标记物。”
作者指出，人类肠道微生物组是一个“组成和功能多样的微生物社群”，对健康和福祉有影响。“这些社群包括10^12个细菌细胞，代表数千种菌群，编码着多种通路，对人体生理和新陈代谢产生多样的影响。”该研究的灵感在于Dantas和共同通讯作者、神经病学教授Beau M. Ances在一场青少年足球比赛中的闲聊，两人的孩子在比赛中玩耍。Ances治疗并研究患有阿尔茨海默病的患者，而Dantas则是肠道微生物组的专家。
科学家已经知道有症状的阿尔茨海默病患者的肠道微生物组与同龄健康人的微生物组存在差异。“多条证据表明肠道微生物参与了AD病理演变的过程，”作者进一步指出。然而，Ances告诉Dantas，还没有人研究过处于临床前症状阶段的人的肠道微生物组。“……目前对于AD症状出现前肠道微生物组的变化的了解仍有限。”研究团队在文章中指出。
Ances表示：“当人们出现认知症状时，通常已经存在不可逆转的重大变化。但如果你能在疾病进程的早期阶段对患者进行准确诊断，那将是有效干预治疗的最佳时机。”在阿尔茨海默病的早期阶段，可能持续二十年或更长时间，大脑中开始积聚淀粉样蛋白质β-淀粉样蛋白和tau，但患者尚未出现神经退行性或认知能力下降的迹象。“大量数据表明，脑部首次沉积Aβ斑块和首次出现临床表现之间至少存在的间隔，”研究人员指出。“早期检测AD病理分子标志物对于实施有效的治疗至关重要。”
在这项新发布的研究中，Dantas、Ances和第一作者Aura L. Ferreiro博士（曾是Dantas实验室的研究生，现为博士后研究员）评估了华盛顿大学查尔斯·F·和乔安娜·奈特阿尔茨海默病研究中心的志愿者参与者。研究中的所有参与者认知正常。他们提供了粪便、血液和脑脊液样本，并记录了饮食日记，并接受了PET和MRI脑部扫描等测试。
为了区分早期阿尔茨海默病的患者和健康人群，研究人员通过脑部扫描和脑脊液中的淀粉样蛋白和tau沉积迹象进行判断。在164名参与者中，49人显示出早期阿尔茨海默病的迹象。
他们的分析结果显示，尽管饮食基本相同，但健康人群和临床前期阿尔茨海默病患者的肠道细菌存在显著差异，包括细菌种类和参与的生物过程。“我们发现在AD病程的临床前期阶段，肠道微生物组成和微生物功能潜力存在差异，”科学家们表示。
这些差异潜在地可用于早期阿尔茨海默病的筛查，“肠道特征与早期AD病理学标志物的关联增强了其作为早期进展预测性生物标志物的潜在效用……粪便中的微生物标记物可能为临床前期AD的早期筛查措施提供补充，并产生与肠道在AD进展中潜在作用相关的鼓舞人心的假设。”
对于特定的预测计算模型，包括微生物组分类特征可以使平均准确性提高超过11％，特异性提高超过27％。“肠道微生物组特征可以增强早期筛查措施，以确定需要进行脑脊液或PET Aβ检测以验证临床前期AD状态的候选人，”研究团队进一步提出。
Ances补充道：“将肠道微生物组用作筛查工具的好处在于其简便性和易用性。将来，个人也许只需提供一份粪便样本，就能了解自己是否有增加罹患阿尔茨海默病风险。相比于脑部扫描或腰穿，这对于大多数人来说更容易、更少侵入性，并且更易于接触，特别是对于少数群体而言。”
作者进一步总结道：“总体而言，我们在这项研究中报告的肠道微生物组与临床前期AD状态或AD标志物的关联支持肠道-神经免疫轴与神经退行性疾病的存在。在这里，我们报道了这种关联在临床前期AD中的建立，这些微生物物种可能位于因果路径的某个位置。”
这项研究的结果为早期阿尔茨海默病的检测和治疗提供了新的线索和潜力。进一步的研究将有助于深入了解肠道微生物组与大脑健康之间的关系，并为阿尔茨海默病的早期干预提供更多的机会。
编辑：王洪
排版：李丽
