Screening av nya markörer för tarmmikrobiota vid stroke och depression: en tvärsnittsstudie

Med miljöförändringar, befolkningens åldrande och det ökade tempot i det sociala livet har cerebrovaskulära sjukdomar och psykiska sjukdomar gradvis blivit en stor sjukdomsbörda i Kina. Stroke är den näst vanligaste dödsorsaken globalt, såväl som den vanligaste dödsorsaken och handikapp i Kina. De senaste åren har förekomsten och förekomsten av stroke ökat markant i vårt land. Global Burden of Disease 2017 rapporterade en strokeincidens på 258 (95 % CI, 234-284) per 100 000 personår och en dödlighet på 88 (95 % CI, 80-94) per 100 000 personår. Depression är en av de vanligaste psykiatriska störningarna, med en livstidsprevalens på 15-18 %, en återfallsfrekvens på cirka 80 % och ett sjukdomsutfall som förvärras med stigande debutålder. Världshälsoorganisationens mätningar visar att sjukdomsbördan av depression står för 10 % av den totala bördan av alla typer av sjukdomar och funktionshinder. Dess patogenes är fortfarande okänd, behandlingsmöjligheterna är begränsade och de flesta patienter lider av återkommande eller långvarig sjukdom livet ut. Etiologin och patofysiologiska mekanismer för stroke och depression är fortfarande okända, och objektiva och tillförlitliga biologiska diagnostiska markörer saknas.

Eftersom forskningsstrategier som fokuserar på det centrala nervsystemet har stött på svårigheter har fältet börjat söka sig till periferin efter nya ledtrådar. Med utvecklingen av multi-omics-studier som integrerar genom, transkriptom, epigenom, proteom och metabolomics, har viktiga roller för tarmmikrobiotan upptäckts att påverka nervsystemets funktion och struktur genom att reglera metaboliter, immunsystemet och neurotransmittorer, etc. Benakis et al. fann att tarmhärledda IL17+γδ T-celler migrerar till hjärnhinnorna och främjar skada efter stroke. Rensning av tarmmikrobiota inducerade förändringar i dendritiska cellaktiviteten, ökade Treg-celler och minskade IL17+γδ T-celler, vilket i sin tur lindrade strokeskada. Därför är T-lymfocyter som är beroende av tarmens immunitet starkt förknippade med svårighetsgraden av stroke. Tidigare studier har visat att IL-17 producerat av γδ T-celler i hjärnhinnorna är en viktig faktor för att inducera oroligt beteende och IFN-γ är viktigt för att upprätthålla social vilja, medan pro-inflammatoriska faktorer som IL-1β, IL-6 och TNF-a producerad av inflammatoriska svar är starkt korrelerade med depression, så att T-cellsimmunitet kan associeras med depression. Stroke och depression presenterar en liknande patogenes och ett spektrum av sjukdomsdrag. IL-17+γδ T-celler har visats vara involverade i mekanismen för skada efter ischemisk stroke; höga nivåer av IL-17 är förknippade med depression, vilket är en vanlig samsjuklighet av sjukdomar som ovan. Detta tyder på att de relevanta immunvägarna representerade av IL-17 och γδ T-celler kan vara en vanlig patogen mekanism för stroke och depression. Tidigare studier har också visat att båda sjukdomarna uppvisar anrikning av Enterobacteriaceae. Sökandens teams resultat, publicerade i Gut, avslöjar att ischemisk stroke kan utlösa en störning av tarmmikrobiotan som kännetecknas av en överproliferation av Enterobacteriaceae, och att den störda mikrobiotan ytterligare kan bidra till utvecklingen av hjärnskada och är associerad med dåliga strokeresultat. Mekanismen är att strokeinducerad tarmischemi leder till en ökning av nitratkoncentrationen i tarmslemlagret, och Enterobacteriaceae, som kan genomgå nitratandning, överbefolkas som ett resultat. En systematisk översikt publicerad i Clinical Psychology Review sammanfattade 26 studier, inklusive 20 fallkontrollstudier, och fann att tarmmikrobiotan hos patienter med ångest och depression uppvisade en berikning av pro-inflammatoriska bakterier som Enterobacteriaceae. Sålunda är störningar i tarmmikrobiotan som kännetecknas av Enterobacteriaceae alla förknippade med ovanstående stora hjärnsjukdomar.

Sammanfattningsvis delar patienter med stroke och depression gemensamma och unika egenskaper hos tarmmikrobiota, metaboliter och immunfaktorer. I den här studien avser vi att identifiera nyckelfaktorerna för tarmbakterier och målsätta nya biomarkörer vid stroke och depression genom tvärsnittsstudier av stroke och depression, med hjälp av banbrytande multi-omics-teknologi.