皮肤脂质-微生物互作揭示人葡萄球菌(Staphylococcus hominis)在成人特应性皮炎屏障调控中的关键作用

这篇研究通过高分辨率鸟枪法脂质组学(shotgun lipidomics)和16S扩增子测序技术，揭示了特应性皮炎(AD)患者皮损区(LES)与非皮损区(NL)皮肤表面脂质与共生微生物的互作网络。研究发现人葡萄球菌(S. hominis)与关键脂质分子非羟基-脱氢鞘氨醇(NdS 18:0;2/24:0;0)呈负相关，并通过三维皮肤模型(RHE)验证其可改善表皮厚度、海绵水肿，逆转Th2炎症相关基因表达，为AD的微生物-脂质轴治疗提供新靶点。

　　

ABSTRACT

皮肤表面脂质与共生微生物是表皮屏障的重要组成部分，但其相互作用机制尚不明确。本研究通过整合多组学分析和功能验证，揭示了特应性皮炎(AD)中微生物-脂质互作的特殊模式。

背景

完整的皮肤屏障需要角质细胞、细胞外基质脂质和微生物群落的协同作用。AD患者皮肤存在脂质组成改变和微生物多样性下降，但二者如何相互影响尚不清楚。

方法

研究团队对16例AD患者和16例健康对照的皮损(LES)、非皮损(NL)区域进行胶带剥离采样，采用高分辨率鸟枪法脂质组学分析513种脂质分子，结合16S rRNA测序(覆盖V1-V3区)构建互作网络。通过重建人表皮模型(RHE)与AD来源T细胞上清(TCS)及S. hominis共培养进行功能验证。

结果

1. 1.

   脂质特征：

   • •

     LES区域胆固醇(Chol)占比最高，脂质总量显著高于NL和健康皮肤(HE)

   • •

     非羟基鞘氨醇(NS)、非羟基-脱氢鞘氨醇(NdS)等亚类在AD中富集

   • •

     ω-羟基-6-羟基鞘氨醇(EOH)和ω-羟基-植烷鞘氨醇(EOP)在健康皮肤中含量更高

2. 2.

   微生物特征：

   • •

     LES区域金黄色葡萄球菌(S. aureus)显著增加

   • •

     人葡萄球菌(S. hominis)在NL区域丰度高于HE

   • •

     炎症性/保护性葡萄球菌比例在LES中显著升高

3. 3.

   互作网络：

   • •

     LES区域的脂质-微生物相关性网络稀疏且模块化

   • •

     S. hominis与NdS 18:0;2/24:0;0负相关(r=-0.56)，与二酰基甘油(DAG 18:1;0_18:1;0等)正相关

   • •

     体外实验证实S. hominis可降低NdS 18:0;2/24:0;0水平

4. 4.

   功能验证：

   • •

     S. hominis处理使RHE厚度减少(p<0.0001)，海绵水肿减轻(p=0.0349)

   • •

     逆转TCS诱导的CCL2、JAK2等Th2相关基因表达

   • •

     直接作用于皮肤胶带样本可降低NdS水平

讨论

该研究首次通过多组学整合揭示了AD特异的脂质-微生物互作网络。S. hominis通过调控NdS等关键脂质改善屏障功能的发现，为开发基于微生物组的AD治疗策略提供了理论依据。研究局限性包括样本量较小和16S测序的功能解析不足，未来需通过代谢组学等进一步验证。

图表亮点

图3展示的互作网络显示：健康皮肤中微生物与多种脂质广泛关联，而AD皮损区互作显著减少。图5的体外实验直观呈现S. hominis对表皮结构的改善作用，及其与经皮水分流失(TEWL)的负相关性。

临床意义

研究提示补充特定保护性微生物(如S. hominis)或靶向调控NdS 18:0;2/24:0;0等脂质分子，可能成为AD治疗的新方向。这为目前处于临床试验阶段的S. hominis A9菌株疗法提供了机制支持。