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这篇综述聚焦抑郁症和焦虑症患者的肠道微生物群。通过系统回顾相关研究,发现患者肠道微生物群在多样性评估上结果不一,菌群组成中促炎细菌增多、抗炎短链脂肪酸(SCFA)产生菌减少,为相关研究提供重要参考。
引言
抑郁症和焦虑症是常见精神障碍,严重影响人们生活。据 2023 年 WHO 报告,全球 5% 的成年人受抑郁症影响,4% 受焦虑症影响,且 29.8% 的抑郁症患者同时患有焦虑症 。目前对其病理机制研究主要集中于单胺假说、脑源性神经营养因子(BDNF)级联反应和炎症反应等,但仍有 30% 的重度抑郁症(MDD)患者对单胺类抗抑郁药无反应 。
患者常伴有胃肠道症状,肠道与大脑存在双向联系,即 “微生物群 - 肠 - 脑轴”。肠道微生物群可通过神经、免疫和化学信号网络影响认知和情绪,益生菌干预能调节肠道微生物群失衡、改善情绪障碍。因此,探究抑郁症和焦虑症患者肠道微生物群特征意义重大。此前相关研究人群多样,增加了研究异质性,本研究旨在通过系统回顾总结前人临床研究成果。
方法和材料
本系统回顾遵循系统评价和荟萃分析的首选报告项目(PRISMA)指南,并在 PROSPERO 注册(注册号:CRD42023464292)。
在 PubMed、Embase 和 PsycINFO 数据库中检索从建库至 2023 年 2 月 12 日的文献,检索关键词包括胃肠道微生物组、抑郁症和焦虑症。纳入标准为:研究对象为成年人(≥18 岁);包含抑郁症或焦虑症患者,且有非抑郁、非焦虑或健康对照组;采用下一代测序(NGS)技术分析肠道微生物群,并报告多样性(α 或 β 多样性)或分类群丰度差异;研究设计为病例对照研究。排除标准为:抑郁症或焦虑症患者合并肠易激综合征、炎症性肠病或其他疾病;数据无法提取;无全文。
由两名作者独立筛选文章、提取数据,包括一般信息、实验方法和肠道微生物群组成结果等。若有分歧,咨询第三位作者。使用纽卡斯尔 - 渥太华量表(NOS)对纳入研究进行方法学质量评估,该量表包括选择、可比性和暴露三个领域,评分 0 - 9 星,7 星及以上为高质量研究。
关注的结果是肠道微生物群组成结果,包括细菌多样性(α 和 β 多样性)以及门、科、属水平的分类群丰度差异。通过定性合成总结这些发现,对 α 多样性提取 Chao、ACE、Shannon、Simpson 和系统发育多样性等指标差异,β 多样性报告测量方法和结果,分类群丰度差异总结至少在两项研究中显著不同的特定分类群变化。
结果
检索到 7055 篇文章,最终纳入 24 篇进行分析。20 项研究来自中国,4 项分别来自挪威、爱尔兰、美国和西班牙 。研究对象包括抑郁症患者(MDD:n = 16;未明确类型:n = 3)、广泛性焦虑症(GAD)患者(n = 3)以及同时患有抑郁症和焦虑症的患者(MDD&GAD:n = 1;未明确类型:n = 1) 。多数研究使用 DSM - IV 或 ICD - 10 诊断标准,21 项研究采用 16S rRNA 基因测序,4 项采用鸟枪法宏基因组测序。
质量评估显示,多数研究质量较高,22 项研究评分 7 星及以上,2 项研究质量较低(6 分) 。所有研究在 “对照组定义”“病例和对照组可比性”“暴露确定” 和 “病例和对照组确定方法相同” 方面均有评分,但均未报告 “无应答率”。
在 α 多样性方面,评估指标包括 Chao、ACE、Shannon、Simpson 和系统发育多样性。抑郁症研究中,多数研究(16/21)显示患者与健康参与者的 α 多样性无显著差异,少数研究(4 项)表明抑郁症患者组 α 多样性较低,1 项研究发现抑郁症患者的 Shannon 指数升高。焦虑症研究中,部分研究(3 项)发现 GAD 患者 α 多样性低于对照组,部分研究(2 项)未发现显著差异。
β 多样性用于衡量个体间多样性。抑郁症研究中,20 项研究报告了患者与对照组的 β 多样性,结果不一,7 项研究未发现差异,13 项研究发现有显著差异,多数使用主坐标分析(PCoA) 。焦虑症研究中,4 项研究分析了 β 多样性,3 项研究报告两组存在差异,1 项未发现显著差异。
在分类学结果方面,抑郁症患者与对照组在门、科、属水平存在多种微生物差异。门水平上,主要涉及拟杆菌门(Bacteroidetes)、厚壁菌门(Firmicutes)、放线菌门(Actinobacteria)和变形菌门(Proteobacteria),其中放线菌门和变形菌门在抑郁症患者中富集,拟杆菌门和厚壁菌门的变化存在矛盾 。科水平上,如理研菌科(Rikenellaceae)、卟啉单胞菌科(Porphyromonadaceae)等部分菌群在抑郁症患者中富集,而普雷沃氏菌科(Prevotellaceae)、瘤胃球菌科(Ruminococcaceae)等丰度较低 。属水平上,多种属的丰度发生变化,如 Alistipes、Parabacteroides 等在抑郁症患者中富集,Dorea、Dialister 等丰度降低。
焦虑症患者与对照组的研究较少。门水平上,GAD 患者中拟杆菌门富集、厚壁菌门减少。科水平上,有研究发现肠杆菌科(Enterobacteriaceae)增加、普雷沃氏菌科减少,还有研究发现卟啉单胞菌科增加 。属水平上,Lachnospiraceae、Ruminococcaceae 等丰度降低,Fusobacterium 增加,同时 Faecalibacterium、Eubacterium rectale 等减少。
讨论
本系统回顾总结了抑郁症和焦虑症患者肠道微生物群特征。与以往研究相比,本研究纳入大量近年文献,排除合并其他疾病患者以减少异质性,并用图表直观呈现数据。
α 和 β 多样性的定性合成结果显示,抑郁症或焦虑症患者与健康人相比,微生物多样性结果不一致。这可能与测序深度、饮食和精神药物等混杂因素有关,提示多样性指标评估宿主健康的适用性需进一步探讨。
在微生物群组成方面,门水平上差异主要集中于拟杆菌门、厚壁菌门、放线菌门和变形菌门。抑郁症中,一些促炎细菌如 Parabacteroides、Oscillibacter 等丰度增加,而能产生短链脂肪酸(SCFA)的抗炎细菌如 Prevotellaceae、Ruminococcaceae 和 Faecalibacterium 等丰度降低 。SCFA 可保护胃肠道黏膜、减少促炎因子、增加抗炎介质,促炎细菌增加和抗炎细菌减少支持了抑郁症与炎症状态相关的观点。
有趣的是,通常被认为具有抗炎作用的双歧杆菌(Bifidobacterium)在抑郁症患者中却富集,这表明有益菌和致病菌的界限并不清晰,更应关注微生物群平衡。此外,本研究还发现 Alistipes 和 Flavonifractor 在抑郁症患者中富集,它们可能分别通过影响血清素可用性和增强氧化应激、低度炎症与抑郁症相关。
焦虑症患者中,厚壁菌门及其一些亚群如 Lactobacillus、Vagococcus 等丰度降低,肠杆菌科增加可诱导炎症、增加肠道通透性,Lachnospiraceae 和 Ruminococcaceae 等减少会降低肠道短链脂肪酸产生,导致肠道屏障功能障碍。
焦虑症和抑郁症可能存在共同的肠道微生物群机制。两者都有瘤胃球菌科、Faecalibacterium 和 Prevotellaceae 等细菌群落丰度降低,且 Porphyromonadaceae 丰度增加 。但焦虑症以肠杆菌科显著增加为特征,与急性应激反应相关;抑郁症则以 Parabacteroides、Oscillibacter 等增加为特点,与慢性应激反应和持续的神经炎症有关。
本研究存在局限性。多数研究来自亚洲,未考虑饮食和精神药物影响;分析方法差异可能影响结果,如测序区域不同、诊断标准多样;样本量普遍较小,且多数研究采用 16S rRNA 测序,未来研究应增加样本量、采用宏基因组测序。
结论
抑郁症和焦虑症患者肠道微生物群组成存在差异,可能表现为促炎细菌富集、抗炎 SCFA 产生菌减少,但结果存在冲突,可能受饮食和精神药物等混杂因素影响,因此建议开展更多考虑这些因素的研究。