慢性疼痛与肠道菌群：复杂性区域疼痛综合征(CRPS)患者及小鼠模型中菌群失调与疼痛慢性化的关联研究

本研究针对复杂性区域疼痛综合征(CRPS)患者肠道菌群变化机制不明的问题，通过横断面观察研究和小鼠模型实验，发现CRPS患者与慢性疼痛同居者均存在菌群多样性下降，且小鼠模型中急慢性疼痛阶段均出现菌群组成改变，提示疼痛慢性化过程与肠道菌群失调存在双向关联，为疼痛管理提供了新的微生物组靶点。

　　

当我们谈论慢性疼痛时，很少有人会想到肠道里的微生物世界。然而，最新研究表明，居住在人体肠道内的数万亿微生物可能与复杂性区域疼痛综合征（Complex Regional Pain Syndrome, CRPS）这种罕见而严重的疼痛疾病有着意想不到的联系。CRPS通常发生在创伤或手术后，其特征是疼痛程度与初始损伤严重程度不成比例，患者常常伴有感觉、血管运动、催汗运动和运动/营养方面的异常表现。据统计，CRPS的发病率约为每年每10万人中5.4-26.2例，虽然被认为是罕见病，但对患者的生活质量造成极大影响。

目前CRPS的病因仍不明确，且缺乏有效的生物标志物来预测疾病的发展轨迹。特别令人困惑的是，为什么有些患者的CRPS会从急性期（持续时间<12个月）转变为慢性期（>12个月），而慢性CRPS的治疗反应通常较差，导致巨大的个人和社会成本。近年来，越来越多的证据表明肠道微生物组可能在疼痛调节中扮演重要角色，但CRPS与肠道菌群之间的具体关系尚未明确。

在这项发表在《Neurobiology of Pain》上的研究中，研究人员开展了一项创新的观察性横断面研究，旨在探讨CRPS患者与同居家庭成员（household controls, HHC）以及非同居对照（Biobank controls）之间肠道菌群的差异。同时，研究人员还利用小鼠模型来纵向追踪急性和慢性CRPS发展过程中肠道菌群的变化情况。

研究采用了多种关键技术方法：通过16S rRNA基因测序分析对所有人类和小鼠粪便样本进行微生物组分析；使用线性判别分析效应量(LEfSe)和DESeq2方法鉴定差异丰富的分类单元；通过疼痛问卷评估（包括简短疼痛量表BPI、疼痛灾难化量表PCS等）收集临床疼痛数据；建立小鼠胫骨骨折/铸造模型模拟人类CRPS的急性和慢性阶段。

Characteristics of study participants

研究共筛查了240名参与者，最终49名符合资格标准的参与者入选。两组参与者（一名CRPS患者及其同居者）在回答所有问卷后决定不提交粪便样本，但他们的回答被纳入分析。最终样本包括25名CRPS患者、24名家庭对照（HHC）和23名匹配的Biobank对照。分析显示，CRPS患者更可能是女性（80%），并且更常使用神经性疼痛药物（抗惊厥药、抗抑郁药和低剂量纳曲酮）。

Stool consistency and rate of constipation is similar between participants with CRPS and household members

CRPS患者和HHC之间的便秘率和粪便稠度相似，但Biobank样本的这些数据不可用。基于家庭疼痛状态的CRPS参与者（HHC-疼痛 vs HHC-无疼痛）在粪便稠度或便秘方面没有显著差异，急性和慢性CRPS之间也没有差异。

CRPS is associated with higher pain, increased pain interference, and decreased physical and social function when compared to household members

与HHC相比，CRPS在所有疼痛类别中都显著更严重。有趣的是，46%的HHC报告有显著的日常疼痛。在有日常疼痛的对照组中，大多数人（7/11）患有疼痛性医疗状况，如腰痛、纤维肌痛、关节炎、类风湿关节炎和每日使用萘普生治疗不明原因疼痛。一名HHC报告有抑郁/焦虑。11名HHC-疼痛中的4名没有诊断并且报告没有使用止痛药物。

Household pain status associated with more severe CRPS, higher opioid use and higher worst pain

与患有CRPS且与无慢性疼痛家庭成员同居的人相比，与日常疼痛家庭成员同居的CRPS患者更可能使用阿片类药物，具有更严重的CRPS（CSS 11.5 vs 7.9），并且通过简短疼痛量表评估的最严重疼痛更严重（7.6 vs 5.5）。

Chronic CRPS is associated with chronic opioid use, decreased general health compared to participants with acute CRPS

急性和慢性CRPS之间的BP指标没有差异。与急性CRPS相比，慢性CRPS与阿片类药物使用增加和总体健康水平降低相关。

Household controls with chronic pain were more likely to use opioids, suffer from constipation, and to have higher pain scores, higher pain interference, helplessness due to pain and decreased physical functioning.

与HHC-无疼痛相比，HHC-疼痛更可能每日使用阿片类药物（11人中有3人，27% vs 0人，0%）并且患有便秘。与HHC-无疼痛相比，HHC-疼痛的疼痛干扰更高（人际关系干扰除外）。HHC-疼痛更可能具有较低的身体功能和因健康及疼痛导致的限制。

Decreased gut microbiota richness and diversity in chronic pain households

研究发现，与无慢性疼痛家庭成员同居的CRPS患者相比，与慢性疼痛家庭成员同居的CRPS患者细菌丰富度和香农多样性显著降低。疼痛家庭（HHC-疼痛和CRPS）也显示出细菌丰富度和香农多样性降低。

Specific taxonomic differences are associated with CRPS

与Biobank对照组相比，CRPS患者表现出显著更高的拟杆菌门（Bacteroidetes）水平，同时伴随着厚壁菌门（Firmicutes）的各种分类单元（包括梭菌目（Clostridiales）中的多个分类单元）的减少。CRPS与较高水平的Sutterella（一种变形菌门（Proteobacteria）细菌）相关。

Overall intestinal microbiota composition is altered in a mouse model of CRPS

在小鼠模型中，骨折小鼠在慢性期（第9周和第16周）表现出与对照组相比显著降低的丰富度和香农多样性。骨折样本和对照组在基线时高度相似，但在骨折后的急性和慢性阶段表现出显著的差异性。

Specific microbiota taxa are observed in a mouse model of CRPS

在骨折后第3周和第9周，骨折组和对照组之间观察到最显著的门水平差异。在这两个时间点，研究人员观察到骨折组中厚壁菌门（包括芽孢杆菌纲（Bacilli））的减少，同时拟杆菌门（Bacteroidetes）中的分类单元增加。

研究结论表明，CRPS的诊断影响患者生活的方方面面，并可能影响人类和小鼠的肠道菌群组成。肠道菌群组成的显著差异反映了CRPS患者和经历CRPS模型小鼠的疼痛或伤害性行为的慢性化。此外，家庭成员疼痛状态可能显著影响CRPS的疼痛。与患有慢性疼痛的家庭成员同居与更严重的CRPS以及改变的α和β多样性相关。这些家庭平均使用更多的止痛药物，如阿片类药物。由于这些和其他药物已知会影响肠道菌群组成，它们可能导致了所见的差异，需要更大规模的未来研究来评估这些影响。在小鼠中，损伤本身导致了与非同窝对照组相似的肠道菌群失调。

讨论部分强调，慢性CRPS影响疼痛、功能，并可能影响肠道菌群组成。这些数据提供了初步证据，表明在人类和小鼠中，肠道菌群组成反映了疼痛的慢性化，包括Akkermansia在内的特定分类单元值得进一步关注。使用小鼠CRPS模型来阐明潜在肠道菌群机制是重要的下一步。这些研究可以评估肠道菌群是否 priming 小胶质细胞或其他免疫系统组件，以促进CRPS慢性疼痛的发展。此外，检查急性CRPS的疼痛轨迹与肠道菌群组成和代谢组学相结合，以确定疼痛慢性化的生物标志物，将具有重大意义。

该研究的局限性包括样本量较小、观察性设计无法确定菌群失调与CRPS之间的因果关系，以及无法完全控制阿片类药物等药物对菌群组成的影响。尽管肠道菌群组成在面对饮食变化和体重减轻时具有韧性，但本研究未评估饮食因素。

总之，这项研究揭示了CRPS与肠道菌群之间的重要联系，为理解疼痛慢性化机制提供了新的视角，并为开发基于微生物组的疼痛治疗策略奠定了基础。未来的研究将继续提供关于疼痛慢性化对微生物组影响的更广泛见解，并确定是否存在CRPS特异性的疼痛微生物组特征。