夜间光照通过肠道菌群介导的脂代谢加重精神分裂症：人类与动物多组学证据

《Ecotoxicology and Environmental Safety》：Nocturnal light exposure aggravates schizophrenia via gut microbiota mediated lipid metabolism: Human and animal multi-omics evidence

本研究针对精神科病房普遍存在的人工夜间光照(ALAN)可能加剧精神分裂症复发风险的问题，开展了随机交叉试验和动物实验。研究发现降低ALAN暴露可改善患者抑郁症状和认知功能，其保护作用与稳定肠道菌群和亚油酸代谢有关。中介分析证实13(S)-HpODE在ALAN与症状恶化间起关键介导作用，动物实验进一步验证补充亚油酸可缓解ALAN诱导的行为异常。该研究为精神科病房光照管理提供了循证依据，同时提示亚油酸补充作为潜在干预策略的价值。

　　

在精神科住院病房中，彻夜通明的灯光本是出于安全监控的考虑，但这种看似关怀的举措可能暗藏危机。近年来，人工夜间光照(Artificial Light at Night, ALAN)作为一种新兴环境健康风险因素，已被证实与抑郁、焦虑等多种精神健康问题相关。然而，关于ALAN对精神分裂症复发风险的具体影响，以及其背后的生物学机制，科学界仍知之甚少。更令人担忧的是，当前精神科病房的照明标准仅规定了最低照度，却未设定安全上限，因为这些国际指南主要基于视觉功能需求，而非神经精神健康结局。这种认知空白使得数以百万计的精神分裂症住院患者可能长期暴露于潜在有害的光环境中而不自知。

为解开这一谜团，由安徽医科大学公共卫生学院易伟卓、张绪来、徐志伟等组成的研究团队，在《Ecotoxicology and Environmental Safety》上发表了最新研究成果。他们创新性地采用"临床-基础"相结合的研究策略，通过住院患者的随机交叉试验和精神病动物模型的干预实验，首次揭示了ALAN通过扰乱"肠道菌群-脂代谢"轴而加剧精神分裂症症状的完整通路。

研究团队运用了几项关键技术方法：在人群研究中，采用随机交叉试验设计，通过照度计(TES-1339R)精确测量患者眼水平的光照强度；使用早期症状量表(ESS)和蒙特利尔认知评估(MoCA)量化精神分裂症复发风险；通过16S rRNA测序(Illumina Miseq PE300平台)和液相色谱-质谱联用(LC-MS)技术分析粪便微生物组和代谢组。在动物实验中，建立地佐环平(MK-801)诱导的精神分裂症小鼠模型，在控制光照条件下进行行为学测试，并补充亚油酸进行干预验证。

3.1. ALAN暴露与精神分裂症患者复发风险增加相关

对46名患者92次访视数据的分析显示，ALAN暴露水平与临床症状严重程度呈剂量反应关系。与最低暴露四分位(Q1:2.1-7.5 lux)相比，较高ALAN暴露(Q4:23.2-44.5 lux)导致抑郁/退缩(ESS-N)评分升高38.9%，初发精神病(ESS-IP)评分升高50.6%。同时，MoCA总分下降13.3%，其中注意力、语言能力和延迟回忆等认知域受损尤为明显。敏感性分析证实这些关联具有稳健性，特别是当ALAN强度超过10 lux时，ESS评分增加约50%。

3.2. ALAN扰动肠道菌群结构和代谢谱

微生物组分析发现，尽管α多样性和β多样性未见显著差异，但PLS-DA分析显示ALAN暴露组与干预组的菌群结构存在明显分离。在属水平上，Novosphingobium、Faecalitalea等菌属在ALAN暴露组中显著降低，而Raoultibater、Brevundimonas等菌属相对丰度升高。代谢组学检测到149种差异代谢物，KEGG富集分析识别出8条显著改变的代谢通路，其中亚油酸代谢通路的影响得分最高，提示脂代谢紊乱是ALAN作用的核心环节。

3.3. 亚油酸代谢物介导ALAN相关的症状恶化

中介分析揭示了具体的机制通路：亚油酸代谢产物13(S)-HpODE在ALAN暴露与ESS-N评分、MoCA评分的关系中起关键中介作用，中介比例分别达23.46%-63.61%。进一步分析发现，Aquabacterium菌属的相对丰度与13(S)-HpODE水平呈正相关，且13(S)-HpODE在菌群-症状关联中也发挥39.2%-49.1%的中介效应，证实了"微生物-代谢物-脑"轴在ALAN效应中的核心地位。

3.4. 动物模型证实ALAN诱导的行为和代谢紊乱

动物实验完美验证了人群研究发现。与正常光照组相比，ALAN暴露小鼠表现出自发活动增加、不动时间延长和错误次数增多等类似精神分裂症的行为表型。同时，肠道菌群α多样性指数(Shannon、Sobs、Chao、Ace)显著升高，菌群结构发生重构。更重要的是，ALAN暴露显著抑制了肠道中亚油酸代谢通路活性，包括13(S)-HpODE、9,10,13-TriHOME、花生四烯酸等多个代谢物水平均明显下降。

3.5. 亚油酸补充减轻ALAN诱导的缺陷

干预实验显示，补充亚油酸(0.6 g/kg)可显著逆转ALAN引起的不良效应。与单纯ALAN暴露组相比，补充亚油酸使小鼠自发活动和焦虑样行为明显改善，同时亚油酸代谢通路活性得到恢复。相关分析进一步证实，亚油酸代谢物水平与行为指标存在显著关联，从功能层面确立了代谢紊乱与神经行为异常的因果关系。

这项研究通过多组学整合分析，首次构建了"环境光照-肠道菌群-脂代谢-神经精神症状"的完整证据链。研究结果表明，精神科病房中常见的夜间光照强度(最高达44.5 lux)足以通过扰乱菌群稳态和亚油酸代谢，加剧精神分裂症患者的抑郁症状和认知损害。值得注意的是，研究中发现的ALAN效应阈值(10 lux)远低于当前病房实际光照水平，这为修订精神科照明标准提供了重要参考依据。

从转化医学视角，该研究提示了两大干预策略：一方面，精神科机构可通过运动感应调光、遮光窗帘等技术手段实施"暗保护"措施；另一方面，亚油酸补充作为一种营养干预策略，显示出改善代谢紊乱和神经行为损害的潜力。尽管仍需大规模临床试验验证，但这种基于机制发现的靶向干预为精神分裂症的辅助治疗开辟了新途径。

研究的创新性在于将环境流行病学与实验医学有机结合，实现了从人群现象到机制解析的完整证据闭环。然而，作者也指出研究的局限性，如单中心样本可能影响结果外推、夜间活动对光照暴露的干扰、多重比较校正后部分代谢物差异显著性减弱等。未来研究需要在更大样本中验证这些发现，并通过特定代谢物干预进一步阐明亚油酸代谢通路的具体作用机制。

总之，这项研究不仅揭示了ALAN作为一种可干预环境风险因素对精神健康的重要影响，更重要的是建立了通过调节肠道菌群和代谢稳态来改善精神病理症状的科学范式。随着24小时社会化生活的普及，如何平衡人工照明需求与健康保护将成为公共卫生领域的重要课题，而本研究为制定基于循证医学的光环境健康标准提供了关键科学依据。