肠道微生物组与AREDS补充剂及遗传风险评分在年龄相关性黄斑变性中的关键作用

【字体: 时间:2025年08月31日 来源:Ophthalmology Science 4.6

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  本研究针对年龄相关性黄斑变性(AMD)的肠道微生物特征展开探索,通过病例对照设计结合16S rRNA测序和IgA流式分析,首次揭示了AREDS补充剂与遗传风险评分(GRS)对肠道菌群多样性的双向调控作用,并发现AMD患者肠道中普雷沃菌(Prevotella)和脱硫弧菌(Desulfovibrio)的异常富集。该成果为AMD的微生物-免疫-遗传交互机制提供了新见解,发表于《Ophthalmology Science》。

  

年龄相关性黄斑变性(AMD)是全球老年人不可逆视力丧失的主因,尽管已知补体异常和脂质代谢紊乱参与发病,但仍有50%遗传风险无法解释。近年研究发现,肠道菌群通过"肠-眼轴"影响远端器官疾病,而AREDS(Age-Related Eye Disease Study)补充剂中的叶黄素/玉米黄质需依赖菌群代谢,这为探索AMD的微生物机制提供了突破口。

研究团队采用病例对照设计,纳入85例晚期AMD患者和49名健康对照,通过问卷收集AREDS使用史,并采集粪便样本进行:1)16S rRNA测序分析菌群组成;2)IgA流式分选技术检测免疫菌群互作;3)Piphillin算法预测代谢通路;4)21个AMD风险变异位点的遗传评分(GRS)计算。

患者特征与遗传风险

AMD组年龄显著高于对照组(82.5±7.7 vs 76.4±6.8岁),83.5%患者使用AREDS(对照组仅8.2%)。GRS在AMD组显著升高(1.13±0.14 vs 1.04±0.15),尤其ARMS2和CFH风险等位基因携带率更高。

肠道菌群失调特征

PLS-DA分析显示AMD菌群结构显著改变(交叉验证误差率0.36),β多样性加权UniFrac分析验证该差异(PERMANOVA p=0.06)。关键发现包括:1)变形菌门(Proteobacteria)在AMD中富集(log2FC=1.77);2)普雷沃菌9型(Prevotella-9)和脱硫弧菌(Desulfovibrio)显著增多;3)产丁酸盐的颤螺菌(Oscillospira)减少。

遗传与AREDS的调控作用

GRS每增加1单位,菌群α多样性降低30%(Spearman r=-0.3),而AREDS补充使Shannon指数提升2.64分(p<0.05)。在ARMS2 TT基因型患者中,IgA包裹的普雷沃菌科(Prevotellaceae)比例异常升高(p<0.01),提示遗传风险可能通过黏膜免疫加剧菌群失衡。

代谢通路预测

Piphillin分析显示AMD菌群中:1)细胞色素P450药物代谢通路激活;2)玉米素(zeatin)合成增强;3)亚油酸代谢紊乱。这些变化在排除AREDS使用者的亚组中仍存在,暗示其与AMD直接相关。

该研究首次建立AMD遗传风险-菌群-免疫三联机制模型:高风险基因通过降低菌群多样性、增加致病菌定植,而AREDS补充剂可能通过重塑菌群发挥保护作用。局限性包括横断面设计无法确定因果关系,以及16S测序分辨率限制。未来需开展纵向多组学研究验证菌群代谢物(如短链脂肪酸)对视网膜的具体影响。这项发表于《Ophthalmology Science》的工作为AMD的微生物干预提供了新靶点,也为理解AREDS的作用机制开辟了新视角。

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