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综述:系统性疾病中的血液微生物组特征:当前见解、方法学陷阱与未来展望
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月29日 来源:Frontiers in Cellular and Infection Microbiology 4.8
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这篇综述系统探讨了血液微生物组(blood microbiome)在感染性疾病、非传染性疾病、神经退行性疾病和免疫介导疾病中的新兴作用,挑战了传统"血液无菌"范式。文章揭示了以变形菌门(Proteobacteria)为主导的血液微生物特征,分析了其通过免疫调节(如TLR4/NF-κB通路)、代谢紊乱(如SCFAs失衡)和肠-脑轴(gut-brain axis)参与疾病发生的机制,同时批判性评估了低生物量样本(low-biomass)研究中存在的污染风险、标准化不足等关键方法学挑战,为开发微生物组靶向治疗(如噬菌体疗法)提供了理论框架。
血液微生物组:系统性疾病的隐形调控者
引言
长久以来,血液被视为无菌环境,但新一代测序技术打破了这一认知。血液中存在着复杂的微生物群落,包括细菌(如变形菌门)、病毒(如Anelloviridae)、真菌(如子囊菌门)甚至古菌(如广古菌门)。这些微生物可能通过肠漏(leaky gut)或口腔黏膜易位进入循环系统,形成独特的"血液微生物组"特征。
血液微生物组组成
健康人血液中,变形菌门(Proteobacteria)占主导(约60-80%),其次是拟杆菌门(Bacteroidetes)、放线菌门(Actinobacteria)和厚壁菌门(Firmicutes)。值得注意的是,Massilia、Haemophilus等特定菌属可能通过脂多糖(LPS)激活Toll样受体(TLR),触发IL-6、TNF-α等促炎因子释放。
系统性疾病的微生物指纹
感染性疾病
HIV患者血液中葡萄球菌科(Staphylococcaceae)富集与联合抗逆转录病毒治疗(cART)相关,可能诱发自身反应性B细胞。COVID-19重症患者则表现出大肠杆菌和表皮葡萄球菌的异常增殖,与细胞因子风暴显著相关。
非传染性疾病
非酒精性脂肪肝(NAFLD)患者血液中Sphingomonas和Variovorax增加3-5倍,与肝纤维化评分正相关。类风湿关节炎(RA)患者则呈现Shewanella升高而Corynebacterium降低的特征模式。
神经退行性疾病
帕金森病(PD)患者血液中Myroides和Microbacterium显著增加,可能通过分泌淀粉样蛋白促进α-突触核蛋白聚集。肌萎缩侧索硬化症(ALS)则与浮霉菌门(Planctomycetes)的异常增殖相关。
免疫介导疾病
系统性红斑狼疮(SLE)患者血液中Planococcus可刺激外周血单核细胞(PBMCs)产生抗dsDNA抗体,而Paenibacillus的缺失可能具有遗传易感性。
方法学挑战
低生物量特性使血液样本极易受污染——商用DNA提取试剂盒中常见的Pseudomonas和Burkholderia可造成假阳性。新型单细胞RNA技术(如BacDrop)和AI算法(如随机森林)正在提高检测特异性,但需建立统一的阴性对照标准。
未来方向
血液微生物组研究将向多组学整合发展:
结论
血液微生物组正在重塑我们对系统性疾病的认知框架。从"无菌假说"到"微生物-宿主共进化"理论的转变,为开发新一代诊疗策略提供了分子靶点,但必须通过标准化采样流程和功能组学验证来跨越当前的方法学鸿沟。
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