城市化,包括生活方式、饮食和环境的变化,已被证明与人类肠道微生物组的改变有关。然而,由于这些变化往往同时发生,科学家们很难分离出单一因素的影响。
一项对偏远亚马逊原住民社区微生物组变化的独特研究,揭示了城市化的一个组成部分——现代医学——如何改变人类肠道微生物组。这项发表在《Cell Reports》期刊上的研究表明,仅在几次医疗访问后,原住民社区的肠道微生物就开始向西方化模式转变。
随着反复接触医疗干预,肠道微生物多样性随时间下降,尤其是在儿童中。研究者表示,这突显了制定公共卫生策略的重要性,这些策略应在保留医学益处的同时,关注对微生物组的任何长期影响。
隔离现代医学对肠道影响的罕见机会
在这项研究中,研究者对委内瑞拉多个偏远村庄的335名原住民的微生物组进行了采样。这些原住民社区利用祖先的知识和技术进行捕鱼、狩猎、采集和园艺。他们的生活方式和饮食在很大程度上一直保持不变。
2015年,卡特中心的美洲盘尾丝虫病消除计划(OEPA)——一个由世界卫生组织支持的旨在治疗和预防盘尾丝虫病的项目——开始对这些偏远村庄进行季度性医疗访问。作为这些访问的一部分,村民接受了常规的抗寄生虫药物和基本医疗护理。这为研究基本药物如何影响此前很少接触现代医学的人群的肠道微生物组提供了一个罕见的机会。
什么是盘尾丝虫病?
盘尾丝虫病,也被称为"河盲症",是由寄生虫盘尾丝虫(Onchocerca volvulus)引起的热带疾病,在非洲和拉丁美洲国家流行。它通过在快速流动的河流中繁殖的受感染黑蝇的反复叮咬传播给人类。
"偏远原住民社区仍然保持着高微生物多样性,但随着他们越来越多地接触现代医学和全球化,我们希望了解在这些过渡的早期阶段,微生物组变化的速度有多快,"通讯作者、罗格斯大学的Maria G. Dominguez-Bello教授告诉Technology Networks。
研究团队访问了七个在纳入OEPA项目时的小型偏远村庄,以及一个长期接触西方访客和药物的对照村庄(在那里盘尾丝虫病并不流行)。研究团队在2015年10月和2016年2月采集了肠道、口腔、鼻腔和皮肤的样本,并使用下一代测序技术进行分析。
现代医学降低肠道微生物多样性
在第一次医疗访问后,研究者观察到村民的肠道微生物群开始类似于工业化社会人们的情况。经过四个月的治疗,村民的肠道微生物多样性下降,普雷沃氏菌属(Prevotella)和密螺旋体属(Treponema)的成员减少。在工业化人群中更常见的细菌分类群,如多种拟杆菌门(Bacteroidota)和疣微菌门(Verrucomicrobia),随着接触增加而变得更加丰富。这些变化与对照村庄中观察到的变化一致。
"这些发现与微生物组西方化一致,通常伴随着微生物多样性减少和祖先微生物的丧失,"Dominguez-Bello说。"令人震惊的是这些变化出现得如此迅速,即使是在仍然保持很大程度传统生活方式的社区中。"
研究者还分析了村民中微生物功能的变化。他们观察到,治疗后,与简单碳水化合物利用和抗菌素耐药性相关的通路得到增强。另一方面,与核心生物合成和能量代谢以及纤维发酵相关的通路则减少。
"Dominguez-Bello解释说:"许多纤维发酵微生物依赖于富含植物的饮食和跨代的稳定传播,但它们似乎特别容易受到环境和医疗干扰的影响。随着这些微生物群落的破坏,重要的代谢功能也可能消失。"
儿童在各次访问中表现出最明显的微生物组变化。"我们认为在儿童中观察到的更强的微生物组变化反映了发育中微生物组的较低弹性,"Dominguez-Bello表示。
"早期生命似乎代表了一个特别敏感的生物窗口期,在此期间微生物的干扰可能对健康产生长期影响。" — Maria G. Dominguez-Bello教授。
这一观察引发了关于童年早期反复医疗访问如何影响长期健康轨迹的问题,特别是对于正在经历社会转型的人群。
除了肠道外,口腔、鼻腔和皮肤微生物组也随着接触而变化,尽管具有部位特异性模式。口腔微生物多样性随着接触而下降,而鼻腔微生物多样性在各次访问中增加。皮肤微生物群表现出多样性下降和多种放线菌门(Actinobacteriota)和芽孢杆菌门(Bacillota)分类群的丧失。
未来公共卫生策略的启示
研究结果增加了越来越多的证据,表明微生物组西方化是一个早期开始并逐步发展的过程。肠道微生物多样性下降表明,即使是必要的医疗干预也可能伴随着对人类微生物组的意外后果。研究者表示,理解和平衡这一点至关重要,特别是对于处于过渡期的原住民社区。获得现代医疗服务可能减少传染病负担,但也可能降低微生物多样性。
许多疾病,如肥胖甚至某些癌症,都与肠道微生物组有关。Dominguez-Bello认为,因此保护微生物多样性可能成为改善人类健康的重要组成部分。
"这些发现突显了开发微生物组恢复方法的重要性,以便在受到干扰后恢复。我们不会放弃现代医学。我们需要它。但我们也应该找到方法来修复对微生物组的附带损害,特别是在微生物组成熟的早期年龄,"她总结道。
参考文献:Sun H, Noya-Alarcon O, Wang J等. 远程亚马逊原住民社区中与医疗暴露相关的微生物组快速重构. Cell Rep. 2026;45(5). doi: 10.1016/j.celrep.2026.117343
关于采访对象:Maria Gloria Dominguez-Bello博士是新泽西州罗格斯大学的杰出教授。她获得苏格兰阿伯丁大学的博士学位。她的研究集中在微生物组上,包括从出生开始的发展、对宿主的功能、减少微生物传播或破坏微生物群的现代城市实践的影响,以及恢复策略。
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