脑脊液微生物组再审视：存档样本中未发现常驻细菌的证据

这篇研究通过16S rRNA测序技术分析了176份存档脑脊液（CSF）样本的微生物组成，涵盖阿尔茨海默病及相关痴呆（AD/ADRD）等不同认知状态人群。研究采用严格的生物信息学分析（如DADA2流程和Silva数据库分类），发现除人为添加的阳性对照（如Imtechella halotolerans）和1例细菌性脑膜炎患者的肺炎链球菌（Streptococcus pneumoniae）外，其他细菌信号极低（<20 reads），表明CSF在无中枢感染时仍为无菌环境，驳斥了“口腔细菌DNA常驻CSF”的假说。

　　

引言

传统观点认为脑脊液（CSF）是无菌的，但近年有研究在阿尔茨海默病及相关痴呆（AD/ADRD）患者的CSF中检测到口腔细菌（如牙龈卟啉单胞菌Porphyromonas gingivalis）DNA，引发对“CSF微生物组”的争议。本研究通过分析176份存档CSF样本（57%来自认知障碍者），探讨是否存在常驻微生物群，并评估其与AD/ADRD的关联。

材料与方法

样本来自哥伦比亚大学医学中心生物库，覆盖61-80岁社区人群（55.1%男性），按两种离心方案处理（A：直接离心；B：分步离心）。DNA提取时加入低浓度 spike-in 细菌（Imtechella halotolerans和Allobacillus halotolerans）作为内参，通过Illumina-MiSeq平台测序16S rRNA基因，经DADA2流程和Silva v138数据库分类，严格过滤低丰度信号（阈值0.0001%）。

结果

1. 1.

   样本特征：76.7%捐赠者为61-80岁，33% CSF生物标志物符合AD诊断（Admark panel检测Aβ42/tTau指数）。

2. 2.

   微生物信号：所有样本均检出spike-in细菌，但其他菌种极少（如肺炎链球菌仅在阳性对照中检出）。低丰度“杂音”（如链球菌属）读长<20，提示为实验污染或测序错误（图1B）。

3. 3.

   认知状态无关性：AD/ADRD患者与认知正常者的CSF微生物谱无差异。

讨论

本研究未支持“CSF存在常驻微生物组”的观点：

• •

  技术严谨性：spike-in内参验证了检测灵敏度，但未发现口腔或肠道菌群渗透证据。

• •

  与既往研究矛盾：Dominy等报告的P. gingivalis信号未重现，可能因样本处理或疾病分期差异。

• •

  临床意义：CSF的“免疫特权”状态在无明确感染时保持稳定，细菌DNA检出更可能反映瞬时污染。

局限性与展望

1. 1.

   分步离心样本的细胞沉淀未分析，但补充数据未显示额外微生物信号。

2. 2.

   未检测细菌外膜囊泡（BMVs）等非DNA形式病原体。

3. 3.

   未来需结合宏基因组测序和宿主屏障功能评估，进一步探索微生物-CSF互作机制。

结论

脑脊液在无中枢感染条件下仍为无菌环境，AD/ADRD患者的CSF中未发现稳定微生物群落，为相关病原体假说提供了否定性证据。