在过去的15年里,科学家们主要关注肠道微生物组的细菌部分,以确定其组成及其对人类健康和疾病的影响。尽管如此,真菌、噬菌体、古菌和原生生物也被认为是微生物群落的天然组成部分,现在,科学家们也开始对它们的生理相关性感兴趣。

最近的研究支持真菌菌群(称为真菌菌群)在胃肠道疾病发病机制中的作用,并指出一个新的潜在的治疗靶点。

最近的一次审查讨论关于身体上真菌群落的组成及其在宿主健康和胃肠道疾病中的作用的已知信息。GMFH编辑与作者通信哈利科尔马赛厄斯·l·理查德通过电子邮件澄清肠道微生物菌群真菌成分的相关性,以及其研究在可预见的未来可能对临床实践产生的影响。

细菌代表了寄居在下消化道的大量微生物,而真菌只代表了很小的一部分。真菌菌群的功能是什么?

迄今为止,没有理由说真菌菌群不如细菌菌群重要,尽管它是少数存在的。实际上,细胞计数水平不能被认为是比较这两个群体的唯一方法。例如,细胞大小必须考虑在内,真菌细胞的体积是许多细菌的100倍,因此代表了更大的生物量和强大的生产能力。因此,像细菌一样,真菌可以(i)分泌大量的分子,即使在低浓度下也能影响宿主;(ii)将环境中的分子代谢成活性分子。真菌也携带抗原(例如细胞壁-葡聚糖或甘露聚糖),这些抗原参与了与宿主免疫系统的局部和远程的相互干扰。我们在最近的一项研究中也表明,细菌和真菌群落可以相互影响,这表明真菌菌群除了对宿主产生直接影响外,还可能通过对细菌菌群的影响来间接影响宿主。

生物样品中的真菌群落特征的方法是什么?与真菌群落分析相关的主要挑战是什么?

这些方法与用于细菌的方法类似。可以使用培养方法或元编码测序方法,针对16S等标记,但适应真菌基因组,在大多数研究中,真菌核糖体亚基之间的ITS1和2条形码(内部转录间隔)。到目前为止,使用散弹枪测序的宏基因组学方法还没有完全准备好用于真菌群落。首先,与真菌群落的多样性相比,这些数据库仍然是贫乏和小的,这意味着它们需要相当大的和深刻的改进。其次,真菌DNA的浓度比细菌DNA低得多,因此需要进行非常深的测序来检测重要的信号。如何在细菌和宿主DNA中“稀释”大部分真菌DNA,是未来的另一个重大挑战。

与胃肠道细菌群落一样,真菌菌群的组成和功能可能受到宿主和环境因素的影响。哪些因素是真菌菌群组成的最大决定因素?

至少有三个因素协同作用影响真菌菌群的组成:(一)饮食,因为饮食中含有真菌(奶酪、蔬菜污染等),它还决定肠道真菌获得营养的可能性;(ii)宿主明显以多种方式与微生物群相互作用,在粘膜表面与粘液或与肠道内产生和分泌的不同分子(抗菌肽、胆汁酸等),和;(iii)重要的是,肠道微生物群的其他居民也是影响菌群组成的因素。细菌直接通过活性分子或间接通过宿主的相互作用很可能是真菌群落的主要决定因素。此外,其他真核生物或病毒可能也很重要,尽管迄今为止对它们的研究很少。

在某些疾病中,真菌菌群可能是倾斜的,反过来,这可能是由肠道菌群多样性的疾病特异性改变和对真菌的黏膜免疫受损所驱动的。真菌菌群在哪些疾病中发挥了作用?肠道真菌失调的可能后果是什么?

历史上,真菌菌群参与了IBD发病机制,最显著的是与抗酿酒酵母抗体(ASCA)和克罗恩病相关。在体外和小鼠结肠炎模型中,一些真菌菌株也显示出促进或抗炎作用(白色念珠菌或布拉氏酵母分别)。然而,迄今为止,对IBD患者的管理没有临床意义。真菌菌群可能与代谢综合征和癌症等其他疾病有关,但我们仍处于相关阶段。

真菌菌群参与IBD发病机制是目前研究最广泛的领域之一。越来越多的证据表明,IBD不仅受共生细菌的影响,还受共生真菌的影响。与健康受试者相比,我们对IBD患者的真菌微生物菌群失调有什么了解?

主要信息是,与健康受试者相比,IBD患者的菌群在管腔腔室或粘膜中发生了强烈的改变。例如,在235名患者的大型队列中,我们发现IBD患者的粪便真菌菌群显示出子囊菌群下降,而担子菌群上升平衡。虽然这需要通过更多的研究来更普遍地看待,但两项独立的研究似乎表明,在IBD环境中,酵母菌数量下降,念珠菌和马拉色菌数量上升。需要对这一问题进行更深入的研究,以解释每个属在微生物群中的作用和炎症过程。

除了存在于下消化道的真菌菌群外,研究口腔、皮肤表面、阴道和肺等身体其他部位的真菌群落是否有关系?

它确实是!口腔由于其解剖位置,与胃肠道有联系,因此口腔定殖微生物会影响肠道定殖。因此,我们遵循肠道-口腔连接和口腔菌群组成是至关重要的。有研究表明,口腔菌群是人体中最多样化的菌群,所以它对肠道菌群的影响肯定是强大的。我们也知道,口腔真菌菌群已经是疾病的一个因素,特别是通过影响免疫缺陷或抗生素治疗的患者口腔念珠菌病。与肠道细菌相比,皮肤表面和阴道是真菌菌群存在比例相对较高的两个地方。例如,在皮肤中,真菌菌群可以达到总微生物群的10%。因此,真菌菌群对宿主的影响是非常重要的。此外,在这两个生态位中,真菌可以参与感染。更好地理解当地生态系统和微生物间相互作用的机制可能有助于开发新的治疗策略。

接下来的肠道菌群研究是什么?在不久的将来,我们如何从临床环境中靶向特定的共生真菌中获益?

目前,我们的主要兴趣在于细菌和真菌在宏观环境中可以相互产生相当大的影响。这两个王国在不同的地方共同生活了数千年,所以它们一定是一起进化的,并保持着强烈的互动。通过了解这些相互作用,我们确信我们可以确定特定的目标,以影响微生物群和宿主在不和谐的情况下。