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北京生科院赵方庆团队揭示女性生殖系统微生物交互规律及对子宫内膜的损伤和保护作用
发表日期: 2021-07-12 来源:
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  近年来,微生物组学的研究极大提升了人们对身体各部位共生微生物的认识,激起了研究热潮和大众的普遍兴趣。中国科学院北京生命科学研究院赵方庆团队不断深入研究,发现微生物组学可能将进一步拓展对女性生理和生殖健康方面的认识,并有助于提升治疗水平。 

  作为人体最主要的菌库之一,阴道菌群及其对女性生理和生殖健康的作用显而易见。作为生命摇篮的宫腔就像一个黑箱子,如果不借助宫腔镜等手段,很难判断它的健康状态如何,更无法轻易获知它的微生态是否保持良好或已经恶化。而宫腔微生态无论对女性本身生理及对生殖健康,都十分重要。但是此前的研究主要侧重于对阴道菌群的孤立分析,而对位点间微生物组变化的共性与内在联系所知甚少,尤其对阴道菌群能否侵袭和定植宫腔并诱发疾病等都是未知。基于此,赵方庆研究团队开展了相关研究,并取得了一系列重要研究成果。2021年7月7日,研究团队在国际著名学术刊物Nature Communications上刊发了题为“Translocation of vaginal microbiota is involved in impairment and protection of uterine health”的研究论文,报道了该团队在生殖健康方向微生物组研究的最新成果。他们从解析大人群队列的微生物组学数据入手,在此基础上引入动物模型和菌群移植实验,开展了阴道和宫腔微生物交互规律及对子宫内膜的损伤和保护作用的研究。该研究首次证实:女性生殖系统跨位点的微生物交流是决定宫腔健康与否的重要因素。 

图1 Nature Communications刊发了赵方庆研究团队的重要研究成果

  该研究团队从健康妇女和患有慢性子宫内膜炎的患病妇女中获得了配对的宫腔-阴道样本,对600余名女性共1200多个自测及公共数据集进行了16S和宏基因组数据整合挖掘,通过比较不同年龄段和健康-疾病组间的微生物组,率先提供了宫腔与阴道间可能发生了细菌易位或交换的证据,发现两位点菌群同步发生变化且日渐趋同,并筛选出了来自阴道、可能与子宫内膜炎有关的潜在致病菌,如普氏菌和梭菌。研究团队将分离自子宫内膜的一株二路普氏菌植入大鼠阴道,从子宫体外观、炎症因子表达、免疫荧光和免疫组化等各方面,成功地复现了子宫内膜炎样病变表型,并且观察到阴道移植后宫腔内活的普氏菌生物量增加;向大鼠阴道移植来自患慢性子宫内膜炎女性的阴道菌群或一株产气荚膜梭菌,都能达到同样效果,充分证明了阴道扰动可导致宫腔微生态失调,某些阴道微生物将引发子宫内膜组织的炎症反应。该研究还发现了乳杆菌对子宫内膜健康的保护作用,因为用梭菌加乳杆菌进行阴道移植的大鼠,其各项炎症指标都明显低于只用梭菌,并通过微生物组测序验证了阴道内高含量的乳杆菌可以跨位点作用,减少宫腔内有害菌的丰度,使宫腔微生物群维持健康状态。 

  该研究首次阐明了宫腔和阴道菌群存在交互和共变的特征,发现了阴道菌群对宫腔健康状态得指示效果或有助于子宫内膜疾病的早期发现、预防和及时治疗;发现了阴道菌群及特定细菌种类对子宫内膜组织的破坏性或保护性作用,提出通过操纵阴道微生态来保护宫腔健康的新思路,为未来将阴道菌群移植作为一种临床治疗宫内疾病、甚至改善子宫内膜容受性及维护生殖健康的可选方案奠定了理论基础;还发现女性处于40~50岁左右年龄段、顺产分娩方式和多次流产会加强女性生殖系统中的菌群交流,使微生态紊乱和子宫内膜疾病发病风险提升,这与流行病学调查的患病情况相互印证,将唤起大众对特殊群体和特殊时期女性的更多关爱,其研究成果在预防保健、妇产和生殖医学领域均具有重要的指导意义。 

  北京生科院副研究员王金锋、研究生李占占和马秀伶为论文并列第一作者,赵方庆研究员为通讯作者。本研究得到了国家自然科学基金项目和科技部重点研发项目的支持,并在临床样本与信息采集方面得到了中国医科大学航空总医院、北京大学第三医院合作者的帮助。 

  文章链接:https://www.nature.com/articles/s41467-021-24516-8   

图2 人群队列概况以及与宫腔和阴道微生物组随年龄的变化

图3 大鼠实验证明阴道细菌对子宫内膜的破坏性和保护性作用

    

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