疾病修饰疗法通过NK细胞与鼻腔微生物群相互作用改善多发性硬化症患者的嗅觉功能

《Frontiers in Immunology》：Disease-modifying therapies are associated with improved olfactory function via NK cell- microbiota interactions in multiple sclerosis

　　

目的： 探讨疾病修饰疗法（DMTs）、淋巴细胞亚群和鼻腔微生物群与多发性硬化症（MS）患者嗅觉功能之间的关联。 方法： 研究招募了30名MS患者和30名年龄、性别匹配的健康对照者（HCs）。患者被分为接受DMT治疗组（MS[DMT+]）和未治疗组（MS[DMT-]）。使用宾夕法尼亚大学嗅觉识别测试（UPSIT）评估嗅觉功能。通过流式细胞术测量淋巴细胞亚群，并通过16S rRNA测序分析鼻腔微生物群。 结果： MS患者的嗅觉功能低于HCs，而MS（DMTs+）组的嗅觉功能优于MS（DMTs-）组（p =0.016，95% CI 0.5614 to 4.941）。MS（DMTs+）组的NK细胞计数低于MS（DMTs-）组（p =0.049，95% CI -244.7 to -0.2109）。并且，MS（DMTs+）组的NK细胞计数与UPSIT评分呈负相关（r =-0.527，p =0.029）。与HCs相比，MS（DMTs-）组显示出更高的香农指数（p =0.038），变形菌门（Proteobacteria）增加（p =0.004），莫拉菌科（Moraxellaceae）（p =0.037）和肠杆菌科（Enterobacteriaceae）（p =0.033）减少，以及支链氨基酸生物合成途径富集（p =0.026）。在MS（DMTs+）组中，弯曲杆菌属（Campylobacter）、厌氧球菌属（Anaerococcus）、嗜胨菌属（Peptoniphilus）、普雷沃氏菌属（Prevotella）和芬戈尔德菌属（Finegoldia）与循环NK细胞呈正相关（所有p<0.05）。 结论： DMTs可能改善MS患者的嗅觉功能，其机制可能是通过调节循环NK细胞相关的免疫状态和鼻腔微生物群，而不仅仅是控制疾病相关的炎症。

论文解读文章

研究背景与目的

多发性硬化症（MS）是一种中枢神经系统的自身免疫性脱髓鞘疾病，免疫失衡是其发病的关键因素。疾病修饰疗法（DMTs）通过调节免疫细胞活性来控制病情，但其是否能改善MS患者常见的嗅觉功能障碍尚不清楚。既往研究表明，约27.2%的MS患者存在嗅觉障碍，其机制可能与嗅球萎缩、神经炎症以及鼻腔局部微环境有关。鼻腔微生物群位于嗅觉上皮，对嗅觉系统的正常发育至关重要，并与宿主免疫状态相互影响。已有研究发现，在病毒后嗅觉功能障碍患者中，鼻腔微生物群组成发生改变。因此，本研究旨在探讨DMTs对MS患者嗅觉功能的影响，并重点关注循环淋巴细胞亚群、鼻腔微生物群及其相互作用，以揭示潜在的作用机制。

研究方法与技术

研究人员从贵州医科大学附属医院招募了30名MS患者和30名年龄、性别匹配的健康对照者（HCs），并根据是否接受DMT治疗将MS患者分为治疗组（MS[DMT+]，n=17）和未治疗组（MS[DMT-]，n=13）。研究采用了以下关键技术方法：

1. 1.
   嗅觉功能评估：使用经过验证的宾夕法尼亚大学嗅觉识别测试（UPSIT）简体中文版对受试者的嗅觉功能进行定量评估。
2. 2.
   淋巴细胞亚群分析：采集外周静脉血，通过流式细胞术测定T细胞（CD3⁺）、辅助性T细胞（CD4⁺）、细胞毒性T细胞（CD8⁺）、B细胞（CD19⁺）和自然杀伤细胞（NK细胞，CD16⁺/CD56⁺）的百分比和绝对计数。
3. 3.
   鼻腔微生物群分析：使用无菌拭子从中鼻道采集鼻腔样本，提取基因组DNA后，对16S rRNA基因的V4区进行扩增和Illumina平台测序。通过生物信息学分析，评估微生物群的α多样性和β多样性，鉴定差异丰度菌群，并使用PICRUSt2预测其功能通路。

研究结果

1. 基线特征

研究共纳入30例MS患者和30例HCs，两组在年龄、性别等方面无显著差异。MS患者进一步分为MS(DMTs-)组（n=13）和MS(DMTs+)组（n=17）。两组在年龄、病程、EDSS评分等基线指标上相似，但在性别分布上存在显著差异（p=0.01）。其中，27名受试者（14名HCs，10名MS[DMTs+]，3名MS[DMTs-]）进行了鼻腔微生物群分析。

2. 嗅觉功能

与HCs相比，MS患者的平均UPSIT评分显著降低（27.87 ± 3.10 vs. 29.93 ± 3.84，p=0.027）。MS(DMTs-)组的UPSIT评分显著低于HCs（26.31 ± 0.59 vs. 29.93 ± 3.84，p<0.001），也显著低于MS(DMTs+)组（26.31 ± 0.59 vs. 29.06 ± 0.82，p=0.016）。而MS(DMTs+)组与HCs之间的UPSIT评分无显著差异。这表明DMT治疗与更好的嗅觉功能相关。

3. 淋巴细胞亚群

与MS(DMTs-)组相比，MS(DMTs+)组的T细胞、CD8⁺T细胞、CD4⁺T细胞和B细胞的绝对计数均显著降低。NK细胞的绝对计数在MS(DMTs+)组也显著低于MS(DMTs-)组（p=0.049）。然而，NK细胞的比例在MS(DMTs+)组有升高的趋势，尽管未达到统计学显著性。

4. UPSIT与淋巴细胞亚群的相关性

在整个MS患者群体或MS(DMTs-)亚组中，UPSIT评分与NK细胞绝对计数无显著相关性。但在MS(DMTs+)亚组中，UPSIT评分与NK细胞绝对计数呈显著的负相关（r=-0.527，p=0.029）。其他淋巴细胞亚群与UPSIT评分无显著相关性。

5. 鼻腔微生物群

• •
  α-和β-多样性：与HCs相比，MS(DMTs-)组的香农指数显著降低，辛普森指数显著升高，表明其鼻腔微生物群物种丰富度和均匀度下降，优势菌群过度增殖。而MS(DMTs+)组与HCs相比无显著差异。β-多样性分析显示各组间无显著分离。
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  差异丰度：在门水平，MS(DMTs-)组的变形菌门（Proteobacteria）相对丰度显著高于HCs。在科水平，MS(DMTs-)组的莫拉菌科（Moraxellaceae）和肠杆菌科（Enterobacteriaceae）相对丰度显著低于HCs。这些差异在MS(DMTs+)组中不再明显，提示DMT可能恢复了鼻腔微生物的稳态。
• •
  差异分类单元与预测功能：LEfSe分析发现，与HCs相比，MS(DMTs-)组有更多差异菌群富集，而MS(DMTs+)组的差异菌群较少。功能预测显示，MS(DMTs-)组的缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸生物合成通路相对丰度显著高于HCs，这可能与促炎代谢状态有关。

6. 淋巴细胞亚群与鼻腔微生物群的关联

在MS(DMTs+)组中，弯曲杆菌属（Campylobacter）、厌氧球菌属（Anaerococcus）、嗜胨菌属（Peptoniphilus）、普雷沃氏菌属（Prevotella）和芬戈尔德菌属（Finegoldia）的相对丰度与NK细胞计数呈显著正相关。而在MS(DMTs-)组中未观察到这种关联。这提示DMT可能通过影响NK细胞相关的免疫状态，进而与特定鼻腔菌群产生联系。

讨论与结论

本研究首次提供了证据，表明DMTs可能与改善MS患者的嗅觉功能相关，并伴随免疫状态和鼻腔微生物群的协同变化。未接受治疗的MS患者表现出更差的嗅觉功能和明显的鼻腔微生物群失调，包括多样性降低、变形菌门增加以及有益共生菌减少。而接受DMT治疗后，这些异常趋于正常化，提示DMT可能通过调节免疫微环境重塑了鼻腔微生物群落。

研究还发现，在接受DMT治疗的患者中，NK细胞计数与嗅觉功能呈负相关，并与特定的鼻腔菌属呈正相关。研究人员推测，活化的NK细胞可能通过释放颗粒酶B等效应分子导致嗅觉上皮损伤，而DMT可能通过调节NK细胞的数量和功能，间接影响了嗅觉功能。这一发现将NK细胞、鼻腔微生物群和嗅觉功能联系起来，提出了一种新的潜在调控通路。

研究的局限性在于各亚组样本量较小，特别是未治疗组仅有3人进行了微生物群分析，且不同DMT药物的具体影响难以区分。尽管如此，研究结论指出，DMT治疗与MS患者嗅觉功能的改善相关，这种改善可能不仅源于对疾病的抗炎作用，还涉及对NK细胞相关免疫状态和鼻腔微生物群的调节。