非酒精性脂肪肝患者肠道真菌组特征及其与血清代谢组的关联研究

《BMC Microbiology》：Characterization of the gut mycobiome in patients with non-alcoholic fatty liver disease and correlations with serum metabolome

本研究针对非酒精性脂肪肝（NAFLD）发病机制中肠道真菌组作用不明的问题，通过分析90对NAFLD患者与健康对照的粪便宏基因组和血清代谢组数据，构建了包含317个物种的肠道真菌基因组数据库。研究发现四种真菌在NAFLD组显著富集，肠道真菌组可解释38.2%的血清代谢组变异，并构建出AUC达0.772的随机森林诊断模型。该研究首次系统揭示肠道真菌组通过代谢调控参与NAFLD发病的新机制，为微生物组靶向治疗提供了新视角。

　　

当我们谈论脂肪肝时，大多数人会想到酒精或高脂饮食的影响，但事实上全球约四分之一人群罹患的非酒精性脂肪肝病（NAFLD）背后，隐藏着更为复杂的发病机制。近年来，科学家们将目光投向了人体内一个长期被忽视的"微生物王国"——肠道菌群。然而，在细菌研究如火如荼的同时，同样栖息在肠道内的真菌群落却鲜少有人关注。这些真核微生物虽然数量上不占优势，但其代谢产物和免疫调节功能可能对肝脏健康产生深远影响。

在NAFLD疾病谱中，从单纯性脂肪肝到非酒精性脂肪性肝炎（NASH），乃至肝硬化和肝细胞癌（HCC）的进展过程，始终伴随着代谢紊乱和慢性炎症。传统研究多聚焦于细菌通过"肠-肝轴"影响疾病进程，例如肠道屏障功能受损导致细菌产物如脂多糖易位至肝脏，引发炎症反应。但令人困惑的是，即使在没有肥胖的NAFLD患者中，疾病仍然会发生，这提示我们可能忽略了其他关键因素。特别是肠道内的"真菌居民"，它们能否分泌特殊代谢物？是否与细菌存在协同或拮抗作用？这些问题成为破解NAFLD谜题的新关键。

为了解答这些疑问，郑宁等研究人员在《BMC Microbiology》上发表了创新性研究，首次系统描绘了NAFLD患者的肠道真菌组图谱，并深入解析其与血清代谢组的关联。研究团队对180例样本（90例NAFLD患者和90例健康对照）的粪便宏基因组数据与匹配的血清代谢组数据进行整合分析，构建了包含317个非冗余真菌物种的专属数据库，采用多组学联用策略揭示了真菌在NAFLD中的生态位和功能作用。

研究采用的主要技术方法包括：从NCBI SRA数据库获取的宏基因组数据经过严格质控后，使用自建真菌基因组数据库进行物种注释；通过主坐标分析（PCoA）和PERMANOVA比较群落结构差异；利用iDIRECT算法构建微生物互作网络；采用随机森林模型评估微生物标志物的诊断效能；通过逐步PERMANOVA和Spearman相关分析解析真菌-代谢物关联。

肠道真菌组结构特征

研究结果显示，虽然整体真菌多样性（Shannon指数和Simpson指数）在两组间无显著差异，但PCoA分析显示NAFLD患者真菌群落呈现轻微分离趋势。在门水平上，子囊菌门（Ascomycota）占主导地位，其次是担子菌门（Basidiomycota）和毛霉门（Mucoromycota）。令人惊讶的是，四种特定真菌物种在NAFLD患者中显著富集：假瓶霉属c174（Pseudopithomyces sp. c174）、毛霉属c176（Mucor sp. c176）、曲霉属c25（Aspergillus sp. c25）和壳二孢属c213（Ascochyta c213）。这一发现突破了传统认知，表明NAFLD相关的真菌改变可能具有高度特异性，而非整体群落紊乱。

真菌-代谢物关联网络

通过逐步PERMANOVA分析，研究发现肠道真菌组能够解释高达38.2%的血清代谢组变异，这一比例远超预期。分层分析显示，在NAFLD患者和健康对照组中，真菌组分别解释了56.5%和53.2%的代谢组变异。相关性分析鉴定出24个真菌物种与多种血清代谢物存在显著关联。特别值得注意的是，NAFLD富集菌假瓶霉属c174与七种代谢物呈正相关，包括具有肝保护作用的甘氨熊去氧胆酸和具有抗氧化功能的α-亚麻酸。相反，短梗霉属c170（Aureobasidium c170）和基膜孢属c193（Basipetospora c193）与苯乙酸（phenylacetic acid）水平正相关，而后者已知可促进肝脂质积聚。这些关联提示不同真菌可能通过代谢途径对NAFLD产生相反方向的调控作用。

微生物跨界相互作用

利用iDIRECT算法构建的微生物共现网络揭示了NAFLD患者中更为复杂的微生物互作模式。NAFLD组的网络具有更多节点、连接数和更高的连通性。关键物种分析发现，链格孢属c42（Alternaria alternata c42）和马拉色菌属c303（Malassezia c303）等在NAFLD网络中成为重要枢纽。特别有趣的是，双歧杆菌（Bifidobacterium）在NAFLD患者中与青霉属c5（Penicillium sp. c5）等真菌呈负相关，而在健康个体中则与曲霉属c80（Aspergillus ruber c80）等呈正相关。这种关联模式的逆转暗示真菌-细菌相互作用失衡可能是NAFLD肠道微生态失调的重要特征。

微生物标志物的诊断价值

随机森林模型评估显示，单独使用细菌特征区分NAFLD的AUC为0.751，真菌特征为0.618，而联合42个微生物特征（含2个真菌特征）的模型AUC提升至0.772。在最重要的30个分类特征中，链格孢属c42和近平滑念珠菌c8（Candida parapsilosis c8）两个真菌物种展现出显著判别能力。这一结果证明，尽管细菌在诊断中贡献更大，但真菌提供了独特的补充信息，联合模型可实现更精准的疾病识别。

研究结论强调，肠道真菌组在NAFLD中发生功能和生态学改变，并通过塑造宿主代谢环境参与疾病进程。四种NAFLD特异性富集真菌的鉴定为疾病机制研究提供了新靶点；真菌组对代谢组的高解释度揭示了其在代谢调控中的重要作用；而微生物互作网络的改变则凸显了跨界相互作用在疾病发生中的价值。更重要的是，包含真菌特征的诊断模型性能提升，为开发基于微生物组的NAFLD无创诊断工具提供了新思路。

这项研究的突破性在于首次系统揭示了肠道真菌组在NAFLD中的生态和功能特征，填补了"肠-肝轴"研究中真菌维度的空白。未来通过纵向队列验证和功能实验探索，有望开发出以真菌为靶点的NAFLD新型诊疗策略，为代谢性肝病的防治开辟新的途径。