空气污染物暴露与精神分裂症患者血脂异常的关联:肠道菌群的介导作用

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背景:随着非典型抗精神病药物的问世,精神分裂症患者的治疗效果显著改善,然而患者的代谢性疾病并发症却逐渐凸显。越来越多的研究发现,精神分裂症患者的血脂异常率显著高于一般人群,且血脂异常会显著增加精神分裂症患者的心血管疾病发生风险,是导致患者过早死亡的最主要原因。并且血脂异常与患者的阳性与阴性症状、焦虑和抑郁症状等显著相关。然而目前我们对精神分裂症患者血脂异常的原因、机制尚不清楚。目的:(1)探究空气污染与精神分裂症患者血脂指标的关联;(2)探究血脂异常的精神分裂症患者与血脂正常者的肠道菌群差异;(3)探究肠道菌群在空气污染与精神分裂症患者血脂异常之间的潜在的中介作用。方法:依托课题组前期建立的精神分裂症专病队列,探究58例血脂异常的精神分裂症患者与58例血脂正常对照的肠道菌群差异,并进一步探索组间差异细菌是否与空气污染物暴露、血脂指标之间存在关联。收集患者入院时的基线资料、血液和粪便样本。采用16S r RNA基因高通量测序技术测量患者肠道菌群。基于双因素相关网络分析探寻空气污染、肠道菌群和血脂指标三者之间的潜在关联路径,并且应用中介分析验证可能的机制路径。结果:本次研究最终共纳入116名发作期精神分裂症患者,包括58例血脂异常患者与58例年龄性别匹配的血脂正常对照。结果表明,血脂异常组的肠道菌群α多样性显著低于血脂正常的对照组,且基于秩和检验的物种差异分析在两组间观察到显著的菌群差异,如目水平下,Veillonellales-Selenomonadales、Fusobacteriales、Synergistales在血脂异常组中富集,而Oscillospirales、Christensenellales、Clostridia_UCG-014则显著减少。PM2.5、PM10、NO2、SO2、CO和O3解释了精神分裂症患者肠道微生物组成(目水平)变化的11.4%-34.4%(P<0.05)。此外,网络相关分析表明,空气污染物和血脂指标主要与患者的厚壁菌门、放线菌门和变形菌门有关。NO2和CO的长期暴露可显著增加精神分裂症患者TC的水平,而Peptostreptococcales.Tissierellales在两条路径中所占的中介比例分别为12.2%和22.0%(P<0.05)。结论:长期暴露于PM2.5、PM10、NO2、SO2、CO、O3等污染物均会对精神分裂症患者的肠道菌群产生影响,并且这些肠道菌群的改变可能与患者血脂指标之间存在关联。其中Peptostreptococcales-Tissierellales可能是空气污染与血脂关联之间的关键细菌,NO2和CO会通过Peptostreptococcales-Tissierellales显著增加血总胆固醇水平,其中介作用比例分别为12.2%和22.0%。我们发现的这两条路径可以为精神分裂症患者血脂异常提供新的机制解释和干预靶点。
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