农业健康研究中动物养殖与口腔微生物组的关联分析:揭示疾病潜在机制

【字体: 时间:2025年05月27日 来源:Environmental Research 7.7

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  本研究针对动物养殖暴露如何影响人类口腔微生物组这一科学问题,通过分析农业健康研究(AHS)中1,245名参与者的口腔样本和养殖数据,首次大规模揭示了特定动物(如猪、羊/山羊、家禽)养殖与口腔微生物α/β多样性及特定菌属(如Porphyromonas、Prevotella)丰度的显著关联。研究为理解农业暴露相关疾病的微生物机制提供了新证据,成果发表于《Environmental Research》。

  

论文解读

在现代化农业实践中,养殖者长期接触动物源性微生物、生物气溶胶和抗菌剂等复杂暴露因素,这些因素可能通过改变人体微生物组影响健康。尽管既往研究发现养殖活动与淋巴造血系统肿瘤、呼吸疾病等存在关联,但其生物学机制始终成谜。尤其值得注意的是,口腔作为人体第二大微生物库,其生态紊乱已被证实与阿尔茨海默病、癌症等系统性疾病相关,但农业暴露对其影响的研究几乎空白。

美国国立癌症研究所等机构的研究团队利用农业健康研究(AHS)这一大型队列,首次系统分析了1,245名农民及其配偶的口腔微生物组数据。通过16S核糖体RNA(rRNA)基因V4区测序技术,结合详细的动物养殖类型和数量记录,揭示了农业暴露与口腔微生物组的深度关联。

研究方法
研究纳入AHS队列中提供口腔漱洗样本的参与者(n=1,245),通过问卷收集2年内养殖动物类型(牛、猪、羊/山羊、马、家禽)及数量信息。采用16S rRNA基因测序分析口腔微生物组成,计算α多样性(Shannon指数等)和β多样性(Bray-Curtis距离),并检测特定菌属的相对丰度。统计分析校正了年龄、性别、吸烟等混杂因素。

研究结果

微生物多样性变化
养殖2000头以上猪的参与者口腔α多样性显著升高,而饲养羊/山羊或大量家禽则导致α多样性降低。β多样性在整体动物养殖组间无显著差异,提示暴露主要影响菌群丰富度而非整体结构。

关键菌属改变
动物养殖者口腔中Porphyromonas(牙周病相关菌)丰度普遍升高,而Prevotella(口腔共生菌)和Ruminococcaceae UCG-014(肠道-口腔轴关键菌)显著降低。羊/山羊养殖者更易缺失Capnocytophaga(口腔免疫调节菌),家禽暴露则与Corynebacterium等5个菌属缺失相关。

讨论与意义
该研究首次在大型农业队列中证实:特定动物养殖可通过"微生物暴露-口腔菌群重塑"途径影响宿主健康。猪养殖的高α多样性可能源于环境微生物的输入增强免疫耐受,而羊/山羊相关的菌群贫瘠或许解释了其与淋巴瘤的流行病学关联。尤其值得注意的是,Porphyromonas的富集可能成为连接农业暴露与全身炎症疾病的生物标志物。

研究创新性地将农业暴露、微生物组和疾病风险三者串联,为精准防控农业相关疾病提供了分子靶点。未来需进一步解析微生物功能变化与具体疾病的因果链,并探索跨部位(口腔-肠道-呼吸道)微生物互作在疾病发生中的作用。

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