新研究将牛皮癣的严重程度与皮肤微生物群失调联系起来

eBioMedicine上发表的一项最新研究对牛皮癣中的宿主-微生物相互作用进行了多组学分析。

背景

银屑病是一种常见的全身炎症性疾病，影响全球多达 3% 的人口。它可引起糖尿病、银屑病关节炎和心血管疾病等并发症。

根据疾病特征，银屑病临床可分为多种亚型。表皮屏障、环境因素、免疫系统等多种因素都与银屑病的发生发展有关。

牛皮癣缺乏明确的治疗方法，仍然是一个重大的心理和经济负担。与健康皮肤相比，牛皮癣皮肤微生物群的组成和多样性各不相同。

宿主-微生物相互作用被认为与银屑病的发展有关。此外，据报道银屑病患者会出现皮肤微生物群失调；然而，使用多层组学数据研究微生物群与宿主之间的相互作用尚不充分。

关于研究

在本研究中，研究人员对银屑病中的宿主-微生物相互作用进行了多组学分析。他们使用了与皮肤过敏和自身免疫相关的微生物 (MAARS) 队列的数据。

招募了斑块型银屑病患者和健康志愿者。排除患有自身免疫性疾病、近期使用抗生素、光疗、生物制剂或免疫抑制疗法的人。

皮肤活检和微生物组样本取自牛皮癣患者的下背部活动性病变部位和邻近的非病变区域。相应区域的样本取自健康个体。

所有受试者均接受了体格检查并获取了病史。从微生物组样本中提取 DNA 进行散弹枪法宏基因组测序，从活检样本中分离 RNA 进行转录分析。

使用基因表达数据进行加权基因相关网络分析 (WGCNA)。进行全基因组散弹枪测序以确定微生物组的功能和分类特征。

使用 Mann-Whitney 和 Kruskal-Wallis 检验进行组间比较。估计 Spearman 相关性并根据年龄和性别进行调整。分析表型和微生物群之间的多变量关联。

发现

总共纳入了 116 名银屑病患者和 102 名健康个体。银屑病病变的皮肤转录组与无病变银屑病样本有很大不同。WGCNA 确定了六个用基因本体 (GO) 术语注释的模块。

一个模块与银屑病面积和严重程度指数 (PASI) 评分呈正相关，并富含炎症相关通路。

分别对病变组和非病变组的 PASI 评分和宿主基因之间的 Spearman 相关性进行了评估。

这揭示了两组中与抗病毒反应相关的功能。在两组的蛋白质-蛋白质相互作用 (PPI) 网络中均发现了干扰素 (IFN) 相关网络。

此外，还使用白细胞反卷积算法来检测银屑病相关的细胞变化。该算法揭示了病变皮肤的细胞分数与健康和非病变银屑病皮肤的细胞分数存在显著差异。

它预测病变皮肤中的单核细胞、内皮细胞、分化簇 4 (CD4)T 细胞、角质形成细胞和浆细胞样树突状细胞会增加，而成纤维细胞、皮下脂肪细胞和脂肪干细胞会减少。

此外，13 种微生物在轻度、中度和重度 PASI 类别中富集。其中 11 种与银屑病病变显着相关。

在病变组和非病变组中，PASI 中度和重度类别中的模拟棒状杆菌的丰度均升高。

然而，银屑病皮肤中的痤疮杆菌数量少于健康皮肤中的痤疮杆菌数量。拟痤疮杆菌与 CD4 T 细胞、树突状细胞和角质形成细胞的数量呈正相关。此外，研究小组还发现银屑病患者的皮肤微生物组与皮肤基因表达之间存在显著的相互作用。

具体来说，痤疮梭菌和拟痤疮梭菌的丰度与各种宿主基因的表达呈现显著相关性，尤其是 IFN 诱导基因，例如 IFI27 和 IFIH1。

此外，银屑病皮损与非皮损及健康皮肤的微生物群功能特征存在显著差异，微生物基因家族的层次聚类分析显示，在银屑病皮损组中存在两个不同的聚类。

银屑病病变中的藤黄微球菌比健康或无病变的银屑病皮肤中少，并且第 1 簇相对于第 2 簇也少。

簇 1 中微生物代谢途径（有氧呼吸 I 除外）的表达较低，而宿主基因（如白细胞介素 (IL)-19 和 IL-36A）的表达上调。簇 1 富含与脂多糖反应和细胞对生物刺激的反应相关的途径。

结论

该研究调查了银屑病中的宿主基因和微生物特征之间的关系。研究结果表明抗病毒反应和拟梭菌与银屑病严重程度有关。

确定了两种具有不同宿主和微生物特征的银屑病簇。此外，结果表明同时进行微生物群调节和免疫调节疗法可能对银屑病患者有益。