來源:中科院之聲
在人體中,共生著數(shù)以萬計的微生物,除腸道、口腔、皮膚、呼吸道和女性生殖道外,在淚液、精液和母乳乃至組織和血液中也發(fā)現(xiàn)了微生物菌群的存在。據(jù)粗略估計,這些共生菌的細胞數(shù)目是人體自身細胞數(shù)的10倍,僅腸道就定植了重達1.5公斤的微生物。
如此龐大的群體,在人體健康和疾病中發(fā)揮的作用當然也不容小覷。例如,腸道微生物在幫助宿主消化,合成必須營養(yǎng)物質(zhì)的同時,還參與構(gòu)建和維護腸道的免疫系統(tǒng),抵御外來病原菌的入侵,并抑制自身條件致病菌的出現(xiàn)。

許多疾病也與菌群失調(diào)有著密切的聯(lián)系,包括肥胖、II型糖尿病、炎性腸?。↖BD)、結(jié)腸癌、痛風、乳腺炎、急性皮炎、牙周炎、肺纖維化、抑郁癥、細菌性陰道病(BV)等。這些疾病可被稱為“菌群相關(guān)疾病”。
“菌群性二型”
據(jù)已有研究顯示,男性與女性在多數(shù)菌群相關(guān)疾病上都呈現(xiàn)出易感性、診斷、治療或愈后等方面的差異。疾病的發(fā)生發(fā)展離不開免疫與代謝,而菌群在免疫代謝中扮演著重要的角色。
人體的免疫代謝存在明顯的性別差異,因而我們很自然便會想到,人體菌群是否也存在著性別差異?這些差異從何而來?這些問題看似簡單直白,但至今仍無確切統(tǒng)一的說法。
目前對菌群性別研究較多的是從免疫代謝方面入手,通過探究菌群在免疫性別差異方面發(fā)揮的作用來探究菌群的性別差異。基于這方面的研究,MB Flak在評述JG Markle發(fā)表于2013年Science的文章時提出了“Microgenderome”這一新詞,即“菌群性別組學”或“菌群性二型”。此外,不少人體菌群的研究也會在采樣和分析中加入對性別的考慮。
然而即便如此,我們對“菌群性二型”這一概念仍然沒有一個全局的了解和認識。
定量“菌群性二型”
近日,中國科學院昆明動物研究所博士生李文迪與其導師馬占山發(fā)表在《前沿科學》的研究論文對于“菌群性二型”做出了詳盡的定量分析。
該研究探究了人體四大主要部位(口腔、腸道、呼吸道和皮膚)的菌群在男女間存在的性別差異及生態(tài)學理論機制。他們發(fā)現(xiàn),男女在菌群多樣性、特有物種、異質(zhì)性、核心/邊緣物種、網(wǎng)絡骨架等7個方面存在重要差別。此前,“菌群性二型”只是一個定性的概念,新的研究則對這一概念進行了詳盡的定量。
“菌群性二型與疾病
——痛風與腸道菌群
痛風是一種典型的代謝疾病,近年來很多研究揭示了痛風與腸道菌群有關(guān)。男性比女性更容易患痛風,有資料顯示男女患病比例接近15:1。除生活習慣和激素分泌外,男性患病風險更高或許與腸道菌群性別差異有密切的關(guān)系。
——皮膚病與皮膚菌群
又比如,該項研究發(fā)現(xiàn)皮膚菌群在多樣性、物種組成、網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)等多個方面表現(xiàn)出了性別差異。其中最引人注目的是女性皮膚的正常菌群多樣性顯著低于男性,而高物種多樣性往往是皮膚防御的堅實護盾,這或許可以解釋為什么女性患皮膚病的概率顯著高于男性,特別是過敏性皮炎。
——癌癥與人體菌群
此外,男女在某些癌癥發(fā)病率方面的差異也可能與菌群性別差異相關(guān)。菌群也會影響人體“腦-腸通訊中樞”等復雜系統(tǒng)的運作。需要強調(diào)的是菌群與人體的調(diào)節(jié)系統(tǒng)往往是雙向互作,甚至可能構(gòu)成了非常復雜的網(wǎng)絡。
由此可見,揭示菌群性別差異為男女疾病易感性的研究提供一個全新的視角,同時也有助于優(yōu)化該類疾病的診斷和治療,并為男女菌群性別差異的研究建立了首份基礎(chǔ)參考體系。
菌群性別差異其實是新興的“醫(yī)學生態(tài)學”的一部分。醫(yī)學生態(tài)學可以看作是醫(yī)學微生物學、理論生態(tài)學、計算生物與生物信息學以及臨床醫(yī)學研究的交叉領(lǐng)域。
目前,在加緊研發(fā)菌群宏基因檢測技術(shù)的同時,馬占山實驗室正在引入進化計算和深度學習等人工智能技術(shù),從而進一步擴展醫(yī)學生態(tài)學的研究方法,以便為菌群相關(guān)疾病的個性化風險評估提供優(yōu)化的參考體系。
