研究表明，肠道微生物组有助于帕金森病的发展。
最近一项大型研究发现，帕金森病患者的肠道微生物组组成和功能不平衡，显示出过多的机会性病原体和与炎症相关的物种。
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帕金森病患者还显示出与抗炎和神经保护作用相关的细菌种类和途径的减少，以及与神经递质代谢改变相关的细菌种类和途径的增加。
这些结果有助于验证对帕金森病动物模型进行的研究结果，并有助于设计实验以进一步检查肠道微生物组在疾病发展中的作用。
最近发表在《自然通讯》(Nature Communications) 上的一项研究表明，帕金森病患者的肠道微生物群失衡，与神经健康个体相比，30% 的细菌种类、属和途径存在差异。
动物模型研究表明，帕金森病与神经递质水平的改变、神经炎症和大脑中错误折叠蛋白质的聚集有关——这会损害认知功能。
这项新研究发现肠道细菌种类的丰度和与这些改变相关的途径发生了变化，验证了为动物研究提供的证据。
研究作者、阿拉巴马大学伯明翰分校神经病学和遗传学教授 Haydeh Payami 博士说：
“这项研究以目前可行的最高分辨率创建了一个大型数据集，并不受限制地公开它以促进开放科学。 它包括 490 名帕金森病患者的大量元数据，最大的 [帕金森病] 微生物组数据队列，以及 234 名神经健康老年人的独特队列，可用于广泛的研究。 我们已经表明，帕金森氏症的宏基因组存在广泛的不平衡，创造了一个允许神经退行性事件发生并禁止恢复的环境。”
帕金森病和肠道菌群
肠道微生物群在维持健康方面发挥着重要作用，肠道微生物组成和功能的失衡（称为生态失调）与负面健康结果有关。
此外，肠道微生物群与大脑之间存在双向交流。 肠道菌群可以通过作用于神经通路、调节免疫系统或产生化学信使来改变大脑功能。
一致地，研究表明肠道微生物群失衡与神经退行性疾病有关，包括阿尔茨海默病、多发性硬化症和帕金森病。
帕金森病是一种进行性脑部疾病，其特征是运动不受控制或不协调。 除了运动障碍外，帕金森病还与胃肠道症状有关，例如便秘和肠道屏障功能受损。
多项研究表明，肠脑轴可能有助于帕金森病的发展。 此外，有人假设帕金森病可能起源于肠道，然后传播到大脑。
从肠道到大脑
人类和动物研究提供了支持这一假设的证据，但数据尚未定论。
黑质中 α-突触核蛋白异常聚集体的形成，黑质是一个参与运动控制的大脑区域，在帕金森病的发展中发挥着重要作用。
人体影像学研究表明，在某些帕金森病病例中，α-突触核蛋白可以从肠道传播到大脑。
此外，流行病学数据表明，手术切除在大脑和肠道之间传递信息的迷走神经可以降低患帕金森病的风险。
此外，一项针对帕金森氏病啮齿动物模型的研究表明，与肠道微生物群正常的小鼠相比，缺乏肠道微生物群的无菌小鼠可减轻帕金森氏病样症状，例如运动障碍和大脑炎症。
这些研究表明肠道微生物群在帕金森病的发展中具有潜在作用。
研究还使用粪便样本检查了帕金森病患者的肠道微生物组组成，并观察到肠道微生物组的失衡。
然而，这些研究的结果并不一致，导致生态失调的肠道微生物因一项研究而异。
研究肠道细菌多样性
大多数研究都使用了一种称为 16S rRNA 基因测序的方法，该方法根据编码 16s 核糖体 RNA 的基因差异来识别肠道微生物。
然而，在大多数情况下，这种方法只能鉴定肠道微生物的属而不能鉴定其种。 此外，16S rRNA 测序无法提供对微生物遗传组成及其功能概况的任何见解。
鸟枪法宏基因组测序是一种新技术，有助于鉴定肠道微生物群的属和种。
鸟枪法宏基因组测序依赖于将样本中所有微生物的 DNA 分解成小片段，然后对每个片段进行测序。
然后可以在现有数据库的帮助下分析这些序列，以识别样品中微生物的分类群和物种以及这些微生物编码的基因的功能。
微生物组成的变化
在本研究中，研究人员使用鸟枪法宏基因组测序来检查肠道微生物组与帕金森病之间的关联。
他们使用了从 490 名帕金森病患者和 234 名没有神经系统疾病的参与者那里获得的粪便样本。
神经健康对照组中超过一半的参与者是帕金森病患者的配偶，从而最大限度地减少了环境因素对肠道微生物组的潜在影响。
研究人员发现，帕金森病患者中约 30% 的物种和属的丰度与神经健康个体不同。
研究人员还检查了肠道微生物丰度之间的相关性。 两种微生物之间的正相关表明这两种微生物的丰度同时增加或减少。
相反，负相关表明两个物种之间存在竞争，一个物种的丰度增加而另一个物种的丰度减少。
根据物种丰度之间存在的相关性，研究人员能够识别出几个肠道微生物群。
在其中一个集群中，四种链球菌的丰度在帕金森氏病中升高，而另外四种链球菌的丰度降低。
此外，其中一种链球菌的丰度与另一种链球菌的丰度呈负相关。 这表明更丰富的链球菌物种抑制了其他链球菌物种的生长。
这些发现证明了属于同一属的物种丰度的可变性，并突出了鸟枪法宏基因组测序识别属于同一属的不同物种之间动态的能力。
短链脂肪酸产生菌
其中一个集群包括肠道细菌物种，其丰度显示帕金森氏病的增幅最大，并且包括属于双歧杆菌属和乳杆菌属的细菌。
相比之下，在难以消化的纤维分解后产生短链脂肪酸的肠道细菌在帕金森病中表现出较低的丰度，并且还形成了一个独特的簇。
值得注意的是，研究表明，产生短链脂肪酸的细菌丰度较低，而双歧杆菌和乳杆菌属物种丰度较高，与涉及肠道炎症的疾病有关。
研究人员还在帕金森病患者中发现了两个集群，其中包括高水平的机会性病原体。 这些微生物在正常情况下是有益的或无害的，但在某些情况下会引起感染，例如涉及免疫系统减弱的情况。
这些结果表明与帕金森病患者肠道炎症相关的致病微生物和细菌种类增加。
代谢途径
研究人员还确定了在帕金森氏病的肠道微生物组中过度表达的代谢途径和基因。
尽管其中一些途径并非帕金森氏病特有的，但他们确定了先前研究表明在该疾病的动物模型中发生改变的其他途径。
分析揭示了与宿主炎症增加相关的物种、基因和通路的富集。 此外，参与难消化膳食纤维分解的物种和途径减少，但参与蛋白质分解的物种和途径增加。
上调的蛋白质代谢途径包括苏氨酸途径。 苏氨酸途径可以分解来自饮食或宿主的蛋白质。
粘蛋白，形成保护性肠粘液屏障的蛋白质，也可以被苏氨酸途径降解。 因此，由于使用苏氨酸途径的微生物占优势，肠道粘液屏障受损可能会增加肠道通透性和炎症风险。
肠道微生物还可以产生和代谢神经递质，从而可能调节肠-脑轴的神经通路。
研究人员发现，与神经递质（如血清素、多巴胺和谷氨酸）代谢相关的微生物种类和途径在帕金森病患者中失调。 值得注意的是，帕金森氏病患者的这些神经递质水平发生了变化。
某些细菌物种产生的蛋白质 curli 可导致帕金森氏病动物模型中α-突触核蛋白的积累和炎症。
在本研究中，研究人员发现可以产生 curli 蛋白的物种和途径的丰度有所增加。
同样，产生保护神经系统的海藻糖和烟酰胺的细菌种类和途径的丰度减少，而产生毒素的细菌种类和途径增加。
然而，神经退行性疾病（如帕金森病）的动物模型并没有显示出这种疾病的所有特征。 这就提出了关于从这些模型中获得的结果的有效性的问题。
上述代谢途径的变化与帕金森病动物模型有关，并验证了这些临床前研究的结果。
路易斯维尔大学的神经学家罗伯特弗里德兰博士没有参与这项研究，他对《今日医学新闻》评论道：
这项工作是迄今为止对微生物群和帕金森病最重要和最全面的研究。 该研究在大量人群中证实了 [帕金森病] 受试者肠道微生物的差异，并解释了肠道变化如何导致疾病。
最有希望的是改变我们的肠道细菌相对容易，这个小组和其他人正在探索治疗脑部疾病的方法，例如神经退行性疾病——阿尔茨海默病、帕金森病和肌萎缩性侧索硬化症——使用改变细菌及其代谢活动的治疗方法。
这条途径允许针对肠道进行治疗，而无需进入血液或大脑。
