腹主动脉瘤患者粪便、血液、血栓和血管壁真菌组特征揭示Malassezia促炎作用与Tomentella保护作用

【字体: 时间:2025年10月04日 来源:Mycopathologia 2.9

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  本研究针对腹主动脉瘤(AAA)这一危及生命的血管疾病,探讨了真菌组(Mycobiome)在疾病进展中的作用。研究人员通过ITS测序技术分析了24例AAA患者的粪便、血液、血栓和血管壁样本,发现不同解剖部位真菌组存在显著差异,并揭示了健康血管壁以抗炎Tomentella为主,而病变血管壁则以促炎Malassezia为优势菌群。该研究为AAA的发病机制提供了新的真菌学视角,并提示抗真菌辅助治疗可能成为减缓动脉瘤发展的新策略。

  
腹主动脉瘤(Abdominal Aortic Aneurysm, AAA)是一种以肾动脉以下主动脉进行性扩张为特征的血管病变,直径可达正常相邻动脉的150%以上。其病理改变涉及免疫细胞介导的炎症反应和血管中层降解,早期无症状特性使其常被忽视直至面临破裂风险。吸烟、男性、高龄、高血压等是主要风险因素,但这些因素在人群中普遍存在,仅家族史可提示筛查重要性。近年来,微生物组在心血管疾病中的作用备受关注,尤其是肠道细菌组通过代谢产物和易位机制间接或直接影响血管壁炎症破坏。然而,作为人类微生物生态系统关键组成部分的真菌组(Mycobiome)在AAA中的作用却鲜有研究。
尽管肠道真菌仅占微生物总群的不到1%,但它们通过独特代谢途径调节营养吸收和宿主免疫系统,在维持健康和调控疾病状态中至关重要。先前研究表明,AAA患者肠道真菌组存在显著失调,如Candida物种增加和Saccharomyces cerevisiae减少。但真菌是否通过肠道-血液-血管壁轴易位参与AAA进展,以及健康与病变血管壁真菌组差异如何,仍属未知。为此,研究人员开展了一项开创性研究,旨在解析AAA患者多部位真菌组特征,并探索其与疾病的关系。
该研究由Semmelweis University团队完成,论文发表于《Mycopathologia》。研究人员采用内部转录间隔区(Internal Transcribed Spacer, ITS)测序技术,对24例AAA患者的粪便、血液、血栓和动脉瘤壁样本进行真菌组分析,并以12例器官捐献者的健康股动脉作为对照。关键技术方法包括:术中无菌采集样本、DNA提取与浓度测量、ITS扩增与Illumina MiSeq平台测序、CosmosID生物信息学分析,以及Wilcoxon Rank Sum检验和PERMANOVA统计比较。

Mycobiome Chao1 alpha多样性和Jaccard beta多样性PCoA

研究发现,不同样本类型(血液、粪便、血栓和动脉瘤壁)的alpha和beta多样性存在显著差异。Chao1 alpha多样性在血液与粪便(p<0.001)、血液与血栓(p=0.001)、血液与动脉瘤(p=0.005)以及粪便与动脉瘤(p=0.034)间均显著不同。Jaccard beta多样性PCoA显示,样本类型队列虽重叠,但PERMANOVA证实血液-粪便、血液-动脉瘤、粪便-血栓和粪便-动脉瘤间差异显著(p值分别为0.002、0.004、0.032和0.034)。这些结果证实了真菌组在人体内的区室化分布。

不同样本类型中常见真菌属的平均丰度

尽管各样本类型的平均真菌属丰度比率不同,但由于个体样本的高标准差,差异未达显著水平。粪便样本以Malassezia为优势属,血液中Candida和Aspergillus较常见,血栓和动脉瘤壁中Malassezia也呈高丰度。然而,未发现任何真菌属在特定样本类型中具有独占性优势,且个体内四样本类型的真菌谱也未显示一致性模式。

个体真菌属丰度堆叠图

个体分析显示,某些患者(如P08、P20)四样本类型真菌分布相似,而其他(如P04、P07)则差异显著。在动脉瘤样本中Malassezia丰度高于20%的患者中,部分(P5、P6、P12、P18)粪便Malassezia也高,且血液中亦然(P22);但相反案例如P14、P16、P21仅动脉瘤壁Malassezia高丰,P24则动脉瘤和血液均高。这表明真菌易位至血管壁可能源自其他解剖区域(如口腔、泌尿生殖道或皮肤),而非肠道-血液轴。

健康与动脉瘤血管壁真菌组比较

健康与动脉瘤血管壁真菌组在alpha和beta多样性上均显著不同。Chao1 alpha多样性在动脉瘤壁显著低于健康壁(p≤0.001),Jaccard beta多样性PCoA显示两组样本形成显著分离群(p=0.001)。健康血管壁以Tomentella(20.94%)和Didymosphaeria(13.36%)为高丰度属,而动脉瘤壁以Malassezia(28.9%)为主导,Venturiales在动脉瘤组也显著更高(6.37% vs. 2.09%)。

动脉瘤样本真菌组热图

基于Malassezia丰度,动脉瘤样本分为三组:高Malassezia组中Tomentella和Didymosphaeria缺失;随着Malassezia减少,另两属丰度增加;但即使Malassezia缺失时,Tomentella(7.8%)和Didymosphaeria(9.3%)丰度仍低于健康壁。这表明Tomentella和Didymosphaeria可能具有保护作用,而Malassezia则与病理过程相关。

个体动脉瘤与粪便中Malassezia相对丰度热图

患者动脉瘤壁Malassezia丰度与粪便丰度呈部分正相关趋势,但存在例外,无法证实真菌从肠道经血液易位至血管壁。例如,高动脉瘤Malassezia患者中部分粪便丰度也高,但其他患者仅动脉瘤壁丰度高。
研究结论与讨论部分强调,本研究首次全面解析了AAA患者多部位真菌组特征,揭示了真菌区室化分布且无明确肠道-血液-血管壁轴。健康血管壁以抗炎Tomentella和Didymosphaeria为特征,而动脉瘤壁以促炎Malassezia为主导,提示真菌可能通过免疫调制和炎症加剧参与AAA进展。局限性包括数据库不全导致的序列误识别(如Helotiales、Leotiomycetes和Russula),以及健康对照来自年轻器官捐献者而非年龄匹配群体。这些发现为AAA治疗提供了新方向,如靶向抗真菌辅助疗法以减少炎症和动脉瘤发展。未来研究需扩大队列并整合临床参数,以更精确揭示真菌与AAA的关系。
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