肠道菌群通过特定免疫细胞介导影响增生性瘢痕风险的因果机制:一项两阶段双样本孟德尔随机化研究

【字体: 时间:2025年07月02日 来源:Scientific Reports 3.8

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  本研究通过两阶段双样本孟德尔随机化分析,首次揭示肠道菌群(GM)与免疫细胞互作影响增生性瘢痕(HS)形成的因果路径。研究发现Subdoligranulum等5个菌属通过BAFF-R+ B细胞等免疫表型介导7.6%-10.1%的HS风险,为靶向干预病理性瘢痕提供了新思路。

  

皮肤创伤后的增生性瘢痕(Hypertrophic scar, HS)是临床常见的纤维化疾病,其特征性表现为胶原过度沉积和微循环异常。尽管已知转化生长因子-β(TGF-β)等细胞因子参与其中,但约70%的HS发生机制仍不明确。近年"肠-皮肤轴"理论提出肠道菌群(Gut microbiota, GM)可能通过免疫调节影响远端器官病变,然而GM与HS是否存在因果关联尚缺乏基因组证据。

宁波市第二医院烧伤科联合德国波恩大学病理研究所的Jiaqi Lou、Ziyi Xiang等研究者,在《Scientific Reports》发表了开创性研究。团队利用欧洲人群基因组数据库(MiBioGen联盟18,340人、FinnGen联盟424,907人),采用两阶段双样本孟德尔随机化(Two-sample Mendelian randomization, MR)方法,首次解析GM-免疫-HS的因果链条。研究创新性地引入731种免疫细胞表型作为中介变量,通过逆方差加权(IVW)等5种MR算法控制混杂因素,并计算中介效应比例。

关键技术方法包括:1)从GWAS目录获取196个GM分类单元和731个免疫细胞特征的遗传工具变量(IVs),筛选阈值P<1×10-5;2)采用两阶段MR分析框架,先验证GM-HS直接关联,再评估免疫细胞的中介作用;3)通过Cochran's Q检验、MR-Egger截距和留一法进行敏感性分析;4)应用Benjamini-Hochberg法校正多重假设检验。

主要结果

GM与HS的因果关联
IVW方法显示:Adlercreutzia(OR=1.392)、Fusicatenibacter(OR=1.415)和Subdoligranulum(OR=1.574)显著增加HS风险;而Clostridiaceae1科(OR=0.611)和Coprococcus 1属(OR=0.687)具有保护作用。反向MR未发现HS对GM的显著影响,支持因果方向性。

免疫细胞的中介作用


研究发现:1)Subdoligranulum通过B细胞表面BAFF-R(β=0.034, P=0.004)介导7.6%的HS风险;2)Coprococcus 1通过下调IgD+CD38+ B细胞的CD24表达(β=-0.015)抵消6.7%风险;3)Adlercreutzia促使CD8+ T细胞比例升高(β=0.075)贡献10.1%效应量。

免疫细胞的独立效应


校正FDR后,14种免疫特征显示保护性关联(如HLA DR++单核细胞,OR=0.903),9种呈风险关联(如记忆B细胞计数,OR=1.056)。值得注意的是,Treg细胞相关标志物(CD39+CD4+)与HS风险负相关,而效应记忆T细胞(CD45RA-CD8dim)呈正相关。

讨论与意义
该研究突破性地构建了"GM-免疫-HS"的因果网络:1)发现Subdoligranulum等促纤维化菌属通过激活B细胞BAFF-R通路加剧HS,这与该菌属在皮肤炎症中的报道一致;2)揭示Coprococcus 1通过抑制B细胞CD24(一种免疫检查点分子)减轻纤维化,为益生菌干预提供新靶点;3)证实CD8+/CD4+ T细胞平衡在瘢痕形成中的双向调节作用,解释了既往关于T细胞亚群争议性结论。

尽管FDR校正后部分结果未达显著性,但研究仍具重要价值:首次将MR分析扩展至瘢痕研究领域,为理解肠-皮肤轴提供了分子机制;提出的BAFF-R等靶点可直接转化应用于抗纤维化药物开发。作者建议后续研究应扩大样本量,并开展GM移植(FMT)实验验证因果性,最终实现通过膳食调节GM预防病理性瘢痕的临床目标。

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