宿主遗传学和肠道微生物组对人类健康都有重要影响，但宿主遗传学如何调节肠道细菌并进一步决定疾病易感性仍不清楚。
2022年3月14日，中山大学曾谷城团队在Nature Metabolism 在线发表题为“Ifnar gene variants influence gut microbial production of palmitoleic acid and host immune responses to tuberculosis”的研究论文，该研究发现活动性结核病参与者的肠道微生物组模式的特征是健康个体中发现的核心物种减少，特别是 Akkermansia muciniphila。A. muciniphila 或 A. muciniphila 介导的棕榈油酸的口服治疗通过对感染结核分枝杆菌的小鼠的肿瘤坏死因子的表观遗传抑制，强烈抑制结核感染。
该研究使用三个独立的队列，包括 6,512 名个体，并确定 I 型干扰素受体 1（由人类 IFNAR1 编码）的单核苷酸多态性 rs2257167 'G' 等位基因有助于更强的 I 型干扰素信号传导、A. muciniphila 的定植和丰度受损，减少棕榈油酸的产生，更高水平的肿瘤坏死因子以及人类和转基因小鼠中更严重的结核病。因此，该研究发现宿主遗传学对于调节肠道微生物组和肠道微生物代谢物的结构和功能至关重要，这进一步决定了疾病的易感性。
肠道微生物菌群失调与肠内和肠外疾病的发展有关。现在认为人类肠道微生物组的结构和功能主要受环境因素和饮食的影响。然而，越来越认识到先天性和适应性免疫成分在调节肠道微生物群的定植、组成和丰度方面的重要性。因此，肠道菌群结构和功能的改变应该是宿主因素与其微生物组成和丰度双向相互作用的结果。
结核病 (TB) 是一种发病率和死亡率极高的严重传染病，由病原体结核分枝杆菌 (M. tuberculosis) 引起。对结核分枝杆菌感染的易感性受多种驱动宿主-病原体相互作用的内在和外在因素的影响。越来越多的证据表明，肠道微生物群结构和活性的变化编码了与肺部疾病相关的广泛功能，现在通常被称为“肠-肺轴”。
虽然免疫缺陷或疾病是导致严重和复发性结核感染的关键原因，但过度的炎症反应（例如，肿瘤坏死因子 (TNF)）可能是结核分枝杆菌感染期间结核病恶化的原因。因此，调节肠-肺轴的免疫稳态可能是成功控制结核病的关键方法。尽管已经表明肠道微生物群异常可能与结核病发病机制相关，但仍不清楚宿主遗传学是否以及如何影响肠道微生物组的结构和功能，以维持肠-肺轴的免疫稳态。
在这项研究中，重点研究了宿主遗传因素的个体间变异、肠道微生物丰度和炎症反应在影响结核病易感性和严重性方面的关系。该研究从三个独立队列中的 3,125 名活动性 TB 参与者和 3,387 名健康对照者 (HCs) 中鉴定了 I 型干扰素 (IFN-I) 受体 (IFNAR1) 基因中的单核苷酸多态性 (SNP)。
重要的是，该研究发现 IFNAR1 rs2257167 G 等位基因与增强的 IFN-I 信号传导、破坏 A. muciniphila 的肠道定植、减少 A. muciniphila 介导的代谢物棕榈油酸的产生、增加促炎 TNF 的产生和更严重的有关人类和转基因小鼠模型中的 TB 感染，在人类和转基因小鼠模型中，口服 A. muciniphila 或棕榈油酸可以减少结核分枝杆菌感染小鼠模型中的 TB 感染。这项工作揭示了肠道微生物组和肠道微生物代谢物的组成结构和功能部分由宿主遗传因素决定，这可能对结核病和其他潜在疾病的新预防策略和治疗具有转化潜力。
参考消息：
https://www.nature.com/articles/s42255-022-00547-3
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