肠易激综合征患者精神共病与肠道微生物群及血清氨基酸代谢物的多组学关联分析

《BMC Microbiology》：Integrated microbiomic and metabolomic analysis of irritable bowel syndrome comorbid with psychiatric symptoms

　　

摘要

背景

肠易激综合征（IBS）是一种慢性功能性胃肠病，与精神症状呈高度共病。然而，目前尚缺乏对 IBS 中精神症状及其与肠道微生物群和代谢紊乱相互作用的综合评估。本研究旨在调查肠道微生物群、血清氨基酸代谢物与不同精神共病之间的关联。

方法

使用经过验证的问卷收集了 267 名 IBS 患者和 91 名健康对照（HCs）的临床数据：IBS 严重程度评分系统、医院焦虑抑郁量表、患者健康问卷 -15 项、躯体症状障碍 -12 项和症状自评量表（SCL-90）。根据 SCL-90 评分，将 IBS 患者分层为精神共病和非共病亚组。分别使用液相色谱 - 串联质谱靶向代谢组学和 16S rRNA 基因测序分析血清氨基酸代谢物和肠道微生物群，随后进行整合相关性分析，以探索微生物群、代谢物和心理共病之间的关联。

结果

IBS 患者的精神症状患病率和严重程度显著高于 HCs，其中强迫症状、焦虑和抑郁最为普遍。初步探索性多组学分析发现了具有症状特异性的微生物关联：躯体化症状中梭形真杆菌（Eubacterium ramulus）增加，抑郁症中普氏栖粪杆菌属（Agathobacter）减少和泰泽氏菌属（Tyzzerella）增加，焦虑症中消化链球菌科（Peptostreptococcaceae）减少，敌意症状中乳杆菌属（Lactobacillus）增加。代谢组学分析鉴定了 IBS 与 HCs 之间的 10 种差异性血清代谢物，包括 L-鸟氨酸、尿素和肌酸升高，以及精氨酸、同精氨酸和 S-(5-腺苷基)-L-高半胱氨酸降低；在 IBS 队列中，精神共病亚组显示出精氨酸通路代谢物（L-精氨酸、Nα-乙酰基 -L-精氨酸和精氨酸代琥珀酸）升高，以及芳香族（L-色氨酸和 L-苯丙氨酸）、支链（L-缬氨酸）和神经活性（L-谷氨酸和 L-天冬氨酸）氨基酸降低。包括瘤胃球菌属（Ruminococcus）、普氏栖粪杆菌属（Agathobacter）和普雷沃菌属（Prevotella）在内的几个与精神症状相关的属显示出与多种氨基酸代谢物的关联。多组学整合鉴定了涉及梭菌门（Clostridia）和丝状菌纲（Coriobacteriia）与躯体化及焦虑症状的共存模式，同时伴随鸟氨酸循环和谷氨酸能代谢物的改变。由于 HC 组学组规模较小，组间发现的效力和普适性有限，应将其解读为探索性结果。

结论

IBS 患者表现出多维度的精神症状，并伴随肠道微生物群和血清氨基酸谱中具有症状特异性的变化。整合分析鉴定了候选的微生物群 - 代谢物 - 症状关联。这些探索性发现为未来的纵向和机制研究提供了候选靶点。