《The European Journal of Psychiatry》：Does biological sex affect the gut microbiota profile in individuals with bipolar disorder and major depressive disorder?
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摘要背景与目标近年来，肠道微生物群与重度抑郁症（MDD）和双相情感障碍（BD）等精神疾病密切相关，多项研究指出其微生物组成与健康个体存在差异。因此，本研究旨在识别患有情绪障碍的男性和女性以及健康对照组（HC）中差异富集的主要扩增子序列变异体（ASVs），并利用机器学习方法预测情绪
摘要
背景与目标
近年来，肠道微生物群与重度抑郁症（MDD）和双相情感障碍（BD）等精神疾病密切相关，多项研究指出其微生物组成与健康个体存在差异。因此，本研究旨在识别患有情绪障碍的男性和女性以及健康对照组（HC）中差异富集的主要扩增子序列变异体（ASVs），并利用机器学习方法预测情绪障碍的诊断。
方法
这项横断面研究包括了来自基于人群的队列研究第三阶段的93名参与者（36名MDD患者、19名BD患者和38名HC）。诊断采用了《精神疾病诊断与统计手册》中的结构化临床访谈。通过粪便样本的16S rRNA基因测序来分析肠道微生物群的组成。
结果
情绪障碍患者与HC之间的α多样性和β多样性没有显著差异，但情绪障碍男性组的逆辛普森多样性高于对照组男性组。差异富集分析发现了一些与情绪障碍相关的独特微生物特征，同时还存在性别依赖性模式。机器学习模型在某些验证策略下的区分性能表现中等，ROC AUC值介于0.758到0.793之间。尽管各组之间的性别比例严重不平衡，但纳入性别信息后模型的性能有所提升。
结论
总体而言，肠道微生物群的多样性并不能明确区分情绪障碍患者和HC，而特定的微生物特征则表现出差异性和潜在的性别依赖性模式。机器学习在某些验证策略下表现出中等程度的区分性能，这突显了需要进行更大规模、更长期的独立验证研究。
引言
全球约有七分之一的人受到精神疾病的影响，这些疾病会导致显著的功能障碍。1, 2其中，重度抑郁症（MDD）和双相情感障碍（BD）的患病率很高，分别影响了5.8%的成年人和3700万人。1这两种疾病会显著降低生活质量，对工作生产力、社会关系和生活满意度产生负面影响，即使在缓解期也是如此——这种影响常常因共病的睡眠障碍而加剧。3, 4, 5尽管这两种疾病的患病率很高，但其病因仍然复杂且尚未完全明了，是由遗传、生物、心理和环境因素的多重相互作用引起的，而非单一因素所致。6
近年来，肠道微生物群被认为是MDD和BD等精神疾病的关键因素之一7，因为多项研究表明，患病个体的微生物群组成与健康个体存在差异8, 9。脑-肠-微生物群系统描述了中枢神经系统、内分泌系统、免疫调节、肠道微生物群、代谢效应以及大脑和肠道保护屏障之间的复杂双向相互作用10。由于压力、炎症或菌群失调导致这种平衡被打破，可能会对大脑和肠道之间的通讯产生负面影响，从而与MDD和BD等精神疾病相关11。
影响肠道微生物群的一个主要因素是性别。在情绪障碍中观察到了性别特定的肠道微生物群组成差异。例如，在MDD患者中，放线菌门的水平往往较高，而拟杆菌门的水平则较低，每种性别都表现出独特的优势细菌谱型12。
同样，在BD患者中，某些细菌群（如Lachnospiraceae科）仅在女性中富集，而Pseudomonadaceae科等细菌则在两性中均存在13。研究表明，基于肠道微生物群的性别特定生物标志物组合在区分MDD和BD的男性和女性患者方面显示出良好的诊断准确性13。
综上所述，这些发现强调了在情绪障碍的脑-肠轴研究中考虑性别的必要性。因此，本研究的目的是识别患有情绪障碍的男性和女性以及健康对照组（HC）中差异富集的主要扩增子序列变异体（ASVs），并利用机器学习方法预测情绪障碍的诊断。
部分片段
参与者
这是一项基于人群队列研究第三阶段的横断面配对样本研究，该队列第一阶段最初招募了1560名年轻人14。在第一阶段（2007年至2009年），通过概率抽样方法招募了1560名年龄在18至24岁之间的城市居民。第二阶段和第三阶段分别纳入了1244名和807名患者。当前样本数据来自第三阶段的研究
参与者的社会人口统计学和临床特征
样本最初分为38名HC、19名BD患者和36名MDD患者。由于各诊断亚组中的参与者数量有限，尤其是BD和MDD的男性患者数量较少，因此分析采用了统一的情绪障碍组，将BD或MDD患者与HC进行比较。表1详细列出了93名参与者的信息。样本主要为白人（n=57），来自较低的社会经济阶层（n=55），且无精神疾病家族史
讨论
在本研究中，情绪障碍患者与HC之间的α多样性和β多样性没有显著差异。尽管总体多样性没有差异，差异富集分析仍发现了一些与情绪障碍相关的独特微生物特征。在包括两性的调整后的分析中，Blautia在情绪障碍患者中的丰度显著增加，而Megasphaera的丰度显著降低
结论
研究表明，尽管情绪障碍患者与健康对照组之间的整体肠道微生物群多样性没有显著差异，但某些特定分类单元的丰度存在差异，其中包含性别依赖性关联。机器学习模型在某些验证策略下表现出中等的区分性能，不过不同验证方法之间的性能有所差异
伦理声明
所有参与者或其法定代表均已签署书面知情同意书，同意参与本研究并发表相关文章。参与者的隐私权得到了保障。
本研究包含了器官或组织捐赠者。
本研究使用了人类生物样本，捐赠者或其亲属或法定代表已同意将这些样本用于本研究及文章的发表。本研究使用的样本并非来自已故人士
资金支持
本研究得到了国家科学技术发展委员会（CNPq）、高等教育人员培训协调委员会（CAPES）和南里奥格兰德州研究基金会（FAPERGS）的支持。
Natália Wirowski|Frederico Larré Pozzebon|Andressa Schneider Lobato|Taiane de Azevedo Cardoso|Thaíse Campos Mondin|Luciano Dias de Mattos Souza|Ricardo Azevedo da Silva|Karen Jansen|Flávio Kapczinski|Frederico Schmitt Kremer|Fernanda Pedrotti Moreira
