性行为塑造男男性行为者肠道菌群:普雷沃菌科(Prevotellaceae)富集与HIV易感性的因果机制研究

【字体: 时间:2025年09月27日 来源:AMB Express 3.7

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  本研究针对男男性行为者(MSM)肠道菌群中普雷沃菌科(Prevotellaceae)富集现象与性行为的因果关系及HIV感染风险的介导机制展开探索。通过16S rRNA测序与孟德尔随机化(MR)分析,团队发现相同性行为直接导致Prevotellaceae丰度上升(Beta=2.642, P=0.022),而Defluviitaleaceae菌科在性行为与HIV感染间起部分介导作用(9.85%)。该研究首次从因果推断角度揭示性行为驱动菌群失调可能增强HIV易感性,为微生物靶向干预提供新方向。

  
男男性行为者(MSM)的肠道菌群一直被视为HIV感染研究中的关键环节。以往观察性研究发现,相较于只与女性发生性行为的男性(MSW),MSM群体肠道中普雷沃菌科(Prevotellaceae)的丰度显著更高,尤其与肛交行为、润滑剂使用以及药物滥用等因素密切相关。然而,这种菌群变化究竟是由性行为直接引起,还是其他混杂因素导致?它是否进一步增加了HIV的感染风险?这些问题至今缺乏因果层面的证据,也限制了基于菌群干预的HIV预防策略的开发。
为此,曾海娇等人于《AMB Express》发表了一项创新性研究,他们不仅通过微生物组测序技术描绘了MSM群体中性行为与菌群的关联图谱,更首次采用孟德尔随机化(Mendelian Randomization, MR)方法验证了“性行为→菌群改变”的因果方向,并探索了菌群在性行为与HIV感染之间的潜在介导作用。这项研究为理解性行为、微生物组与免疫易感性之间的复杂关系提供了强有力的证据。
研究团队从中国重庆地区招募了100名HIV阴性MSM参与者,收集粪便样本进行16S rRNA测序,并采用问卷调查性行为特征。最终95例样本纳入分析。团队运用α/β多样性分析、线性判别分析(LEfSe)以及孟德尔随机化(MR)模型,并结合来自IEU Open GWAS、MiBioGen、Dutch Microbiome Project和FinnGen等公共数据库的遗传数据,进行因果推断与介导效应检验。
主要技术方法包括:16S rRNA基因V3–V4区扩增与测序、OTU聚类与注释、多样性分析(vegan包)、LEfSe差异菌识别、双样本MR分析(逆方差加权、MR-Egger、加权中位数法)、介导效应检验(Delta法)以及敏感性分析(Cochran’s Q、MR-PRESSO)。
性行为与MSM全局肠道菌群结构的关联
通过α多样性分析,研究发现具有性传播疾病(STDs)史的参与者显示出更高的菌群丰富度(PObserved=0.014, PChao1=0.016)。受体角色(receptive role)的MSM其Shannon指数高于插入角色者(P=0.031),而药物滥用者Simpson指数更高(P=0.025)。Bray-Curtis距离下的β多样性分析显示,不同性角色(R=0.079, P=0.021)及是否使用安全套(R=0.172, P=0.041)的群体间菌群结构存在显著分离。LEfSe分析进一步识别出53个差异菌群,包括受体角色中富集的脱硫弧菌科(Desulfovibrionaceae),以及药物滥用者中富集的普雷沃菌马西利亚属(Prevotellamassilia)和萨特氏菌(Sutterella)。
性行为与Prevotellaceae菌科的群落结构变化
研究进一步聚焦于Prevotellaceae家族,发现STDs阳性组显示出更高的普雷沃菌科α多样性(PACE=0.045)。Bray-Curtis分析表明,安全套使用行为显著影响该科菌群结构(R=0.464, P=0.003)。LEfSe分析揭示,Prevotellamassilia在药物滥用或暴露于HIV阳性伴侣的群体中显著富集(LDA>2),而Xylanibacter则在插入性角色及非药物滥用者中更为常见。
孟德尔随机化验证性行为与菌群的因果关系
为验证性行为对菌群的因果效应,研究采用双样本MR分析。结果明确显示,相同性行为直接导致Prevotellaceae丰度上升(Beta=2.642, P=0.022)。相反,终生性伴侣数量增多与普雷沃菌属(Prevotella)下降相关(Beta=-0.480, P=0.026),而首次性行为年龄较小与副普雷沃菌(Paraprevotella)减少有关(Beta=-0.238, P=0.049)。此外,药物滥用行为显著增加萨特氏菌(Sutterella)丰度(Beta=0.043, P=0.033)。
菌群在性行为与HIV感染之间的介导作用
通过两步MR介导分析,研究发现Defluviitaleaceae菌科在首次性行为年龄与HIV感染之间起部分介导作用,介导比例约为9.85%。该菌科丰度较高时,HIV感染风险显著降低(OR=0.576, P=0.036)。尽管Prevotellaceae未显示显著介导效应,但其可能通过破坏黏膜屏障、诱发炎症等机制间接增强HIV易感性。
本研究通过整合16S rRNA测序与遗传因果推断方法,首次证实相同性行为可直接导致MSM群体中Prevotellaceae菌科的富集,且药物滥用、安全套使用以及性角色等行为因素显著影响菌群结构与多样性。尽管Prevotellaceae本身未在MR中显示对HIV感染的显著介导效应,但其已知的生物学功能——如降解黏膜屏障、激活TLR4通路、诱导炎症因子分泌等——表明它可能在HIV易感性中扮演重要角色。另一方面,Defluviitaleaceae作为潜在的有益菌科,可能通过产生丁酸、维持上皮屏障功能等方式部分抵消早期性行为带来的HIV风险。
这些发现不仅深化了对性行为—菌群—HIV感染之间复杂机制的理解,也为未来开发基于微生物组的HIV预防策略(如膳食纤维干预、益生菌应用)提供了理论依据。研究的局限性包括样本来源单一、样本量有限以及菌群GWAS数据仍不够全面,未来需更多跨种族、大样本队列研究加以验证。
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