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2号站研究:寄生虫感染与胃肠道微生物群的构成密切相关

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生活在热带地区,特别是工业化程度较低地区的许多人经常受到寄生虫感染。这些通常是慢性疾病,往好了说也令人不快;更严重的是,患有引起腹泻的寄生虫病的儿童可能会死于营养不良或脱水。
 
在基因组生物学中,一项由宾夕法尼亚大学科学家领导的研究调查了寄生虫感染和肠道微生物组之间的联系。研究人员利用遗传方法对575名喀麦隆人的胃肠道微生物群进行了特征分析,这些人来自生活方式有显著差异的9个村庄。他们发现,寄生虫的存在与微生物群的整体组成密切相关。
 
我们发现,我们可以通过观察一个人的微生物群来预测一个人是否患有胃肠道寄生虫感染。究竟是寄生虫改变了人体的微生物群,2号站还是人体内部的某些微生物使他们更容易感染,我们不能说,但这种联系很紧密。”
 
她在宾州大学完成了博士学位,现在是加州大学圣地亚哥分校的博士后
 
鲁贝尔与宾夕法尼亚大学的萨拉·蒂什科夫(Sarah Tishkoff)以及医学院的微生物学家弗雷德里克·布西曼(Frederic Bushman)合作领导了这项研究。除了微生物组和寄生虫,研究还检查了免疫功能标记,乳制品消化,病原体感染,一个丰富的数据集。
 
调查进行了6个月的实地工作,收集了Mbororo Fulani牧民的粪便和血液样本,这些牧民的饮食富含肉类和奶制品;巴卡(Baka)和巴杰里(Bagyeli)雨林的狩猎采集者,他们从事有限的农业活动,但也在寻找肉类和植物性食品;还有说班图语的农牧民,他们既种植作物又饲养牲畜。作为一个对比组,这项研究的数据来自两组生活在美国城市地区的人,他们的饮食中含有更多的动物脂肪、蛋白质和加工食品。
 
在该领域,研究人员测试了疟疾和其他一些感染血液和胃肠道系统的病原体。
 
在喀麦隆接受测试的575人中,研究人员发现近40%的人在接受抗寄生虫治疗之前感染了一种以上的寄生虫,2号站代理平均而言,狩猎者和采集者最有可能同时感染多种寄生虫。特别是,研究小组发现四种通过土壤传播的肠道寄生虫:蚓蛔虫(Ascaris lumbricoides)、美洲Necator americanus、Trichuris trichiura和stercoralis(即蚂蚁)更容易同时出现。
 
“肠道寄生虫是一个全球公共卫生问题,”鲁贝尔说。“在资源匮乏的地区,你会看到几种寄生虫同时存在,那里的人们可能无法获得临床护理、自来水和肥皂,所以它们传播的机会更大。”
 
回到宾夕法尼亚大学的实验室,研究人员使用基因组测序工具对参与者的肠道微生物群落进行了快照。他们发现,微生物组的组成可以准确地预测一个人的国家(美国或喀麦隆)和生活方式(城市生活、游牧生活、农业游牧生活或狩猎采集生活)。但在这两个变量之后,微生物组结构比研究小组研究的其他变量更能准确地预测蚂蚁寄生虫的存在。总的来说,微生物组可以以大约80%的准确率预测这四种肠道寄生虫的存在。
 
这些寄生虫的感染也导致了免疫系统的激活,特别是开启了促进炎症反应的途径。寄生虫感染也与拥有拟杆菌目细菌的更大可能性有关,这些细菌已知在影响消化和免疫系统功能方面发挥作用。
 
在研究的第二部分,潘恩领导的团队评估了富拉尼牧民的肠道微生物群和牛奶消耗量之间的关系。Tishkoff和他的同事在早期的工作中阐明了基因突变是如何在非洲的畜牧社区中产生的,这些社区是通过进化而被选择的,因为食用乳制品具有重要的营养价值。在观察富拉尼人的微生物群落时,他们也倾向于拥有丰富的细菌基因,能够分解半乳糖(乳糖的一种成分)和脂肪。“这种基因的丰富可以帮助你从你吃的食物中提取更多的营养,”鲁贝尔说。
 
这组科学家相信,他们的发现——迄今为止关于撒哈拉以南非洲地区肠道微生物组组成和寄生虫感染之间联系的最大规模的研究——可以为未来的研究提供新的可能性。他说:“我们发现的微生物组标记可能有助于预测
 

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