來自35年前的“男同”糞便和血液樣本,為HIV研究帶來重大發現!_風聞
中国生物技术网-中国生物技术网官方账号-2021-12-09 14:18

眾所周知,艾滋病毒(HIV)是一種能攻擊人體免疫系統的逆轉錄病毒,它會大量攻擊並破壞人體免疫系統中最重要的CD4+ T淋巴細胞,使患者經過數年,甚至10年以上的潛伏期後發展成艾滋病(AIDS)患者,最終喪失免疫功能。
自艾滋病大流行開始以來,男男性行為者(MSM)受到 HIV-1 (全球主要流行的HIV毒株)的影響尤為嚴重,他們最大的風險因素是接受無保護措施的肛交。研究人員猜測,宿主腸道微生物組和腸道相關免疫系統的不利相互作用可能是MSM中HIV-1的易感因素;而感染HIV-1後腸道微生物組的變化又將對疾病進展產生不利影響。
2021年12月9日,發表在微生物學領域頂刊《Microbiome》(IF=14.65)上的一項最新研究中,來自美國匹茲堡大學的研究團隊分析了美國艾滋病大流行早期的男男性行為者的糞便和血液樣本,發現在感染HIV-1前幾個月,他們的腸道微生物組就已經發生了致病性變化。該研究是第一個將感染HIV前的腸道微生物組組成與HIV易感性和疾病進展聯繫起來的研究,這一發現對急性HIV-1感染者的臨牀管理具有重要意義。

人類胃腸道具有腸相關淋巴組織(GALT),它協調宿主微生物共生。無論HIV-1的感染途徑如何,病毒都會快速轉移至GALT,並迅速攻擊並破壞CD4+ T淋巴細胞,導致免疫系統受損,菌羣失調。
已知影響腸道微生物組組成的因素很多,包括遺傳、飲食、年齡、抗生素使用、性行為和疾病狀態。此前已有許多橫斷面研究表明,在感染HIV-1的人羣中發現宿主腸道微生物alpha多樣性較低,促炎的變形桿菌(Proteobacteria)和普氏菌(Prevotella)的丰度增加,擬桿菌(Bacteroidetes)、厚壁菌門(Firmicutes)等參與免疫反應的腸道有益菌的丰度降低。然而,關於早期感染HIV-1的宿主腸道微生物組的變化還鮮有報道。

在這項新研究中,研究人員分析了1984年4月至1985年12月,也就是美國HIV大流行早期參加美國多中心(匹茲堡大學是其中之一)艾滋病隊列研究(MACS)的265名未感染HIV-1的男男性行為者(MSM)捐贈的糞便和血液樣本。
在研究開始的一年中,有109人感染了HIV,然而科學家們還沒找到原因。因此,MACS研究每六個月收集一次志願者的糞便樣本,以試圖找出原因。一旦發現HIV呈陽性後,他們將停止再收集。然而,MACS研究團隊並沒有處理掉已有的樣本,而是將它們低温冷凍儲存了起來。
該團隊表示,科學已經發展到今天的地步,他們現在可以重新研究這些樣本,以找出男性感染HIV前後的腸道微生物組和免疫系統中發生了什麼。
通過今天的技術手段,研究人員首次描述了這些MSM參與者腸道微生物組、血漿炎症細胞因子和外周血CD4 +的動態變化。
他們發現,在感染HIV-1之前兩年一次的隨訪研究中,研究組和對照組的糞便微生物組組成和多樣性存在顯著差異。
在感染HIV-1後,與無抗逆轉錄病毒治療10年以上且無HIV的參與者相比,隨後更快(5年內)發展為艾滋病的參與者糞便中普雷沃氏菌(Prevotellaceae)等促炎細菌相對丰度增加;而四種已知參與免疫反應的細菌的水平較低。

接下來,研究人員分析了感染HIV-1前後幾個月腸道微生物組和糞便細菌產物短鏈脂肪酸和血液中炎症標誌物的變化,以評估它們與感染HIV-1和艾滋病早期風險因素的關係。
腸道微生物通過發酵飲食中不易消化的碳水化合物產生短鏈脂肪酸(SCFA),它對腸道和免疫穩態具有重要作用。腸道SCFA失衡在HIV-1發病機制中發揮了作用。
研究人員發現,在感染HIV-1之前,丙酸鹽水平與外周血CD4+/CD8 +比值之間存在顯著的正相關。最終感染HIV-1的參與者在感染前的炎症水平高於沒有感染病毒的參與者。

研究人員認為,腸道微生物組加劇了免疫反應並促進了炎症,使那些具有不良微生物組特徵的男性更容易感染HIV,並且在抗逆轉錄病毒療法還沒有出現的時候,無法阻止感染HIV-1後發展為艾滋病。
研究共同通訊作者、匹茲堡大學傳染病學教授Charles Rinaldo説:“據我們所致,這項研究是唯一一項將HIV-1原發感染前後幾個月內糞便微生物組與艾滋病發展聯繫起來的研究。如果腸道微生物組以這種方式影響個體對HIV的易感性,那麼它可能會對其他病原體(例如新冠病毒)產生同樣的影響。”
研究人員指出,在這些發現被用來為那些希望改善自身微生物組以防止感染HIV的人制定具體指導之前,還需要進行更多研究。
研究人員建議,多吃富含水果、蔬菜和纖維的飲食通常會建立更健康的腸道微生物組。因此,任何想要改善健康狀況的人,請先考慮從飲食入手。
論文鏈接:
https://microbiomejournal.biomedcentral.com/articles/10.1186/s40168-021-01168-w