阴道微生物组与代谢组学整合分析揭示HPV感染临床转归的关键特征

《npj Biofilms and Microbiomes》：Vaginal microbiome and metabolome profiling identifies candidate signatures associated with persistent high-risk HPV infection

　　

摘要

阴道微生物群失调在人乳头瘤病毒（HPV）感染进展中的作用日益受到关注。然而，决定仅有少数感染持续并演变为临床显著疾病的具体因素仍缺乏明确界定。我们从4572名女性的大型筛查队列中严格筛选出640名参与者，将其分为HPV阴性、高危型HPV和低危型HPV组，并对70名高危个体进行了为期一年的随访监测。整合宏基因组学、基因组解析和代谢组学分析发现，不同HPV感染状态之间存在显著的分类学和预测功能谱差异。Lactobacillus iners（惰性乳杆菌）成为一种突出的高危型HPV相关菌种，并与涉及氧化还原过程、应激反应和细菌可移动遗传元件的特定预测功能相关联。基因组解析分析进一步揭示了组间差异相关的分类学组成差异，以及在生物膜和短链脂肪酸相关通路中预测的贡献差异。尽管总体微生物多样性和群落状态类型的分布及转变未能区分持续性感染与暂时性清除，但两种结局分别与特定的分类学和基线代谢特征相关联。这些特征包括暂时性清除中Streptococcus agalactiae（无乳链球菌）的探索性基线信号、清除过程中Bifidobacterium breve（短双歧杆菌）和B. bifidum（婴儿双歧杆菌）的增加、以及持续性感染过程中Ewingella americana（美洲欧文菌）和Pseudomonas fluorescens（荧光假单胞菌）的增加，同时还伴有能量代谢、烟酸/烟酰胺代谢、甘油磷脂代谢和氧化还原相关代谢的差异。一个探索性的微生物-代谢整合分类器产生了0.820–0.970的内部AUC估计值。靶向下一代测序补充了宏基因组测序和常规PCR在生殖道病原体检测和HPV分型中的应用。我们的研究结果表明，阴道微生物和代谢谱的变化与HPV感染的临床结局相关联，这为开发新的微生物组靶向诊断和治疗策略奠定了基础。