综述:炎症性肠病遗传学与微生物组的地理多样性

【字体: 时间:2025年08月06日 来源:TRENDS IN Microbiology 14.9

编辑推荐:

  这篇综述系统阐述了地理多样性对炎症性肠病(IBD)遗传易感性、肠道微生物组特征及环境因素的塑造作用,强调当前研究存在西方人群偏向性,呼吁通过整合多区域数据建立更具普适性的诊断(如微生物标志物)和个体化治疗策略(如菌群移植FMT),为IBD的精准医学发展提供新视角。

  

Highlights

地理与族群差异显著影响炎症性肠病(IBD)的基因组和微生物组特征。饮食偏好、城市化进程、生活方式及地区性用药习惯共同塑造肠道微生态格局。当前微生物组研究存在明显地域失衡——约75%数据来自欧美人群,导致偏远地区微生物分类学存在大量"未注释物种"。理解IBD发病机制需采用多组学整合策略,涵盖遗传(如NOD2基因变异)、微生物(如普雷沃菌属丰度变化)、免疫(Th17细胞活化)及环境(抗生素暴露史)的交互作用网络。

Abstract

IBD的本质是遗传易感宿主在环境因素触发下,对肠道菌群的免疫应答失调。尽管核心致病机制跨人群保守,但东亚人群的ATG16L1基因风险位点频率显著低于高加索人群,而热带地区人群的鞭毛蛋白耐受性可能与其长期寄生虫共进化相关。值得注意的是,撒哈拉以南非洲地区的IBD发病率近年呈指数增长,这与当地快速城市化导致的膳食纤维摄入量骤减(<15g/天)及卫生条件改善存在强相关性。微生物组研究揭示,西方IBD患者的拟杆菌门/厚壁菌门比值升高特征在亚洲队列中并不显著,反而甲烷短杆菌属(Methanobrevibacter)的缺失可能成为新的生物标志物。

地理差异的三重维度

遗传背景

全基因组关联研究(GWAS)发现,欧洲裔人群的IBD风险与IL23R通路基因多态性密切关联,而东亚人群中FUT2基因(调控肠道黏蛋白分泌)的保护性突变频率高出3倍。拉丁美洲混血人群则表现出独特的HLA-DQA1等位基因分布模式。

微生物组特征

工业化地区人群的肠道菌群α多样性普遍低于传统农耕社会,其中普雷沃菌属(Prevotella)作为膳食纤维降解菌,在非洲农村儿童肠道占比高达40%,而西方人群不足5%。令人意外的是,南极科考队员在隔离6个月后,其产丁酸盐菌Roseburia的丰度下降与肠屏障功能损伤呈剂量效应关系。

环境驱动因素

中东地区IBD发病率与地下水砷污染(>10μg/L)存在空间重叠;北欧国家维生素D缺乏(血清25(OH)D<20ng/mL)人群的疾病活动度评分(CDAI)普遍较高。南亚移民研究显示,移居英国后第一代移民的IBD风险较原籍增加8倍,提示环境暴露的关键窗口期可能存在于生命早期。

研究空白与未来方向

当前微生物组数据库存在严重采样偏差——全球85%的宏基因组数据来自北美、欧洲和东亚,导致大洋洲原住民等群体的微生物参考基因组覆盖率不足30%。一项跨大陆研究显示,使用欧洲中心主义的生物标志物预测亚洲IBD患者对抗TNFα疗法的响应率时,准确率下降22个百分点。解决方案包括建立分布式研究网络(如全球IBD微生物组图谱计划GI-MAP),并开发地域适应性分析流程(如针对热带菌群的MetaPhlAn4定制版)。

临床转化启示

在诊断领域,结合地域特异性变异谱(如非洲人群的TLR5多态性)可提高基因风险评分(GRS)的预测效能。治疗方面,埃塞俄比亚传统发酵食品Tej中的乳酸菌株在体外实验中显示出比标准益生菌更强的肠上皮修复能力。值得关注的是,新加坡团队开发的基于华人微生物组特征的FMT供体筛选标准,使难治性溃疡性结肠炎的缓解率从传统方案的33%提升至61%。

这种地理视角的整合不仅解释了IBD发病率全球异质性的成因(如韩国近20年发病率飙升600%),更重要的是为"同一个健康"理念提供了实证框架——北极圈因纽特人海豹肉饮食中的ω-3脂肪酸、也门乳香树脂中的乙酰基-11-酮-β-乳香酸(AKBA),这些地域性因子通过表观遗传修饰(如DNA甲基化)调控免疫稳态的机制,正为下一代时空特异性IBD干预策略提供线索。

相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博
  • 急聘职位
  • 高薪职位

知名企业招聘

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号