严重发热伴血小板减少综合征中，微生物组-代谢组网络的紊乱是导致肠道屏障功能障碍和免疫失衡的根本原因

《Microbes and Infection》：Disrupted Microbiome–Metabolome Networks Underlie Gut Barrier and Immune Imbalance in Severe Fever with Thrombocytopenia Syndrome

肠道菌群失调与代谢异常在严重发热伴血小板减少综合征中的关联研究。通过整合宏基因组学和代谢组学分析发现，SFTS患者肠道菌群多样性显著降低，产短链脂肪酸菌群（如Faecalibacterium、Roseburia）减少，而分解黏液和机会致病菌（如Pseudomonas、Akkermansia）增多。功能上生物合成和稳态通路抑制，而应激适应、生物膜形成及致病相关通路增强。代谢组学显示抗炎代谢物（胆酸、姜黄素硫酸酯）减少，促炎代谢物（卟啉、β-tyvelose）增多。多组学关联分析揭示菌群失调与代谢紊乱存在显著关联，提示肠道菌群功能异常可能加剧SFTS炎症反应和器官损伤。

　　严重发热伴血小板减少综合征（SFTS）是一种由蜱传播的病毒引起、具有高死亡率和有限治疗手段的严重疾病。该病不仅对患者的生命安全构成威胁，还因其与肠道微生物群落变化之间的潜在联系而受到广泛关注。尽管已有研究指出，SFTS患者的肠道微生物群存在分类学上的变化，但其功能和代谢层面的影响尚未得到系统性的探讨。因此，本研究通过整合宏基因组学与代谢组学的方法，对20名SFTS患者和20名健康对照的粪便样本进行了分析，以深入了解这种病毒如何影响肠道微生物的组成、功能以及代谢产物。

在患者入院时，SFTS通常处于急性感染阶段，表现为高热、血小板减少、白细胞减少以及肝酶水平升高。此外，许多患者还伴有胃肠道症状，如腹泻、呕吐和腹痛。在病情严重的情况下，患者可能进一步发展为弥散性血管内凝血、多器官衰竭甚至死亡。这些临床表现表明，SFTS不仅与病毒本身的感染和复制有关，还可能与肠道微生物群的紊乱密切相关。因此，研究这些微生物的变化对于理解疾病的发展过程具有重要意义。

近年来，研究开始揭示病毒感染与肠道微生物群落的改变之间存在密切联系。例如，在SFTS或其他由病毒感染引起的疾病中，共生菌的多样性显著下降，而与炎症相关的菌群则趋于增加。这些变化包括有益共生菌如Faecalibacterium和Roseburia的减少，它们是短鏈脂肪酸（SCFAs）的主要生产者，而黏蛋白降解和机会性菌群如Akkermansia和Pseudomonas则有所增加。类似的情况也出现在其他病毒性感染中，如流感和新冠（COVID-19），表明感染相关的微生物失调可能是严重病毒性疾病的一个普遍特征。这些微生物变化不仅仅是疾病的副现象，而是与宿主免疫调节、肠道屏障功能和全身性炎症反应密切相关，这些机制在病毒感染的临床过程中起着关键作用。

然而，以往的研究主要集中在SFTS患者肠道微生物群的分类学变化上，而忽略了这些变化对下游代谢产物的影响。鉴于肠道微生物群在产生和调节多种生物活性代谢产物中的核心作用，包括短鏈脂肪酸、胆汁酸和抗炎化合物等，微生物群落的紊乱可能对SFTS患者的疾病进展、免疫反应和恢复产生重要影响。因此，有必要进一步研究这些微生物代谢产物的变化，以及它们如何与功能和分类学上的变化相互作用。

本研究通过整合宏基因组学与代谢组学的方法，对20名SFTS患者和20名年龄、性别匹配的健康对照者的粪便样本进行了分析。这一双组学方法使得我们能够从多个层面全面评估SFTS对肠道微生物群的影响。首先，我们通过宏基因组学分析了微生物的基因内容、分类学组成以及功能潜力。其次，我们利用非靶向代谢组学方法，结合液相色谱–串联质谱（LC-MS/MS）技术，对粪便中的代谢产物进行了全面分析。通过这些手段，我们发现SFTS患者表现出微生物基因丰富度、α多样性以及组成稳定性显著下降。同时，短鏈脂肪酸生成菌群的丰度减少，而黏蛋白降解和机会性菌群的丰度则有所增加。在功能层面，合成和维持相关通路受到抑制，而应激适应、生物膜形成和与病原性相关的通路则被激活。代谢组学分析还揭示了抗炎代谢产物的减少和促炎化合物的增加，例如胆汁酸和姜黄素硫酸的减少，以及卟啉和β-tyvelose的增加。

研究结果表明，SFTS与肠道微生物群及其代谢特征的显著改变密切相关。这种改变不仅表现为有益菌群的减少和功能的丧失，还伴随着病原性因子和应激相关标志物的出现。这些发现强调了微生物群落功能障碍在SFTS中的作用，并提示针对微生物群的干预策略可能在缓解SFTS相关的胃肠道症状和次级微生物失衡方面具有潜在的辅助作用。

在样本收集方面，本研究获得了Laizhou人民医院伦理委员会的批准（LLWYH-25-22），并纳入了20名确诊SFTS患者和20名年龄、性别匹配的健康个体。所有参与者在样本采集前均签署了书面知情同意书，并且所有个人数据均进行了匿名化处理，以确保信息的保密性。纳入SFTS患者的条件包括基于临床诊断标准确诊的病例，而健康对照组则选择无相关病史的个体。

通过宏基因组学分析，我们发现SFTS患者的肠道微生物群在功能潜力和基因组成方面存在明显的变化。研究团队对40名个体的粪便样本进行了基于拼接的宏基因组学分析，其中包括20名SFTS患者和20名健康对照。每个样本产生了10.59 Gb到12.47 Gb的高质量测序数据。拼接结果得到了N50值在2,761 bp到23,505 bp之间的数据，其中N50表示在总拼接长度的50%处，最短的拼接片段长度。这一指标反映了基因组拼接的质量和连续性。

进一步分析发现，SFTS患者的肠道微生物群在基因丰富度、α多样性以及组成稳定性方面显著下降。同时，短鏈脂肪酸生成菌群的丰度减少，而黏蛋白降解和机会性菌群的丰度则有所增加。在功能层面，与生物合成和维持相关的通路受到抑制，而应激适应、生物膜形成和与病原性相关的通路则被激活。代谢组学分析还揭示了抗炎代谢产物的减少和促炎化合物的增加，例如胆汁酸和姜黄素硫酸的减少，以及卟啉和β-tyvelose的增加。

研究结果表明，SFTS患者的肠道微生物群和代谢特征存在显著的改变。这些改变不仅表现为有益菌群的减少和功能的丧失，还伴随着病原性因子和应激相关标志物的出现。这提示我们，微生物群落功能障碍在SFTS的发病机制中起着重要作用，并且可能通过影响免疫平衡、肠道屏障功能和全身性炎症反应来加重疾病的发展。此外，这些微生物变化还可能与病毒复制和宿主免疫反应之间存在复杂的相互作用。

本研究的发现不仅有助于加深对SFTS与肠道微生物群之间关系的理解，也为未来在诊断和治疗方面提供了新的思路。通过整合宏基因组学和代谢组学的数据，我们能够更全面地揭示SFTS对肠道微生物生态的影响。这些信息对于开发新的干预策略具有重要意义，特别是在改善SFTS相关胃肠道症状和次级微生物失衡方面。

在讨论部分，我们进一步分析了SFTS对肠道微生物群和代谢特征的广泛影响。这些影响不仅限于微生物群的组成变化，还包括功能潜力和代谢产物的改变。研究结果表明，肠道微生物群的紊乱可能在SFTS的发病机制中扮演重要角色，并且可能通过影响免疫系统、肠道屏障和全身性炎症反应来加重疾病的发展。此外，这些微生物变化可能与病毒复制和宿主免疫反应之间存在复杂的相互作用。

本研究的发现不仅扩展了我们对急性感染疾病中宿主与微生物群相互作用的理解，还为诊断和治疗的发展提供了新的方向。通过整合宏基因组学和代谢组学的数据，我们能够更全面地揭示SFTS对肠道微生物生态的影响。这些信息对于开发新的干预策略具有重要意义，特别是在改善SFTS相关胃肠道症状和次级微生物失衡方面。

本研究的作者们在各自的研究贡献中发挥了重要作用。Deyin Zhai和Ruifen Chi在撰写、验证、监督、资源管理、项目管理、调查和资金获取方面做出了贡献。Qinghui Liu和Yahong Li则在撰写、软件开发、方法学研究、调查和正式分析方面提供了支持。所有作者均对研究的成果进行了审阅和编辑，以确保研究的质量和准确性。

在数据可用性方面，本研究产生的数据可以在合理请求后从通讯作者处获得。这为后续研究提供了重要的数据支持，有助于进一步验证和扩展当前的研究成果。

本研究得到了青岛大学医疗集团研究项目的资助（编号：YLJT20232007），这为研究的开展提供了必要的资金支持。研究团队在进行研究过程中，始终遵循科学伦理规范，确保研究的公正性和科学性。

在利益冲突声明中，作者们表示他们没有与本研究相关的利益冲突。这表明研究结果是基于客观的科学分析，不受任何外部因素的干扰。同时，作者们对本研究的成果表示了感谢，特别感谢Medjaden公司对本文的科学编辑，以确保文章的准确性和可读性。

综上所述，本研究通过整合宏基因组学和代谢组学的方法，揭示了SFTS对肠道微生物群和代谢特征的广泛影响。这些发现不仅加深了我们对SFTS与肠道微生物群之间关系的理解，也为未来在诊断和治疗方面提供了新的思路。通过研究这些微生物的变化，我们能够更好地了解SFTS的发病机制，并为开发新的干预策略提供依据。这些策略可能在缓解SFTS相关的胃肠道症状和次级微生物失衡方面具有潜在的辅助作用。