系统性红斑狼疮（SLE）患者粪便与阴道微生物组改变及其与免疫学特征的关联研究

作者及发表信息
本研究由Zongxin Ling（浙江大学医学院附属第一医院）、Yiwen Cheng、Jie Gao等共同完成，通讯作者为Zongxin Ling和Runfang Kang。研究成果于2023年3月10日发表在免疫学领域期刊*Frontiers in Immunology*（影响因子：7.3），题为《Alterations of the Fecal and Vaginal Microbiomes in Patients with Systemic Lupus Erythematosus and Their Associations with Immunological Profiles》。

学术背景
系统性红斑狼疮（SLE）是一种以免疫系统过度激活和多器官受累为特征的自身免疫性疾病，全球年发病率约为5.14/10万人，女性患病率显著高于男性。近年研究表明，微生物组（microbiome）失调可能通过免疫调节参与SLE发病。既往研究多聚焦于肠道菌群，但其他生态位（如口腔、血液）的微生物组改变可能早于肠道。阴道作为女性特有的微环境，其微生物组在自身免疫病（如原发性干燥综合征）中已显示异常，但SLE相关研究尚属空白。本研究首次同时分析SLE患者的粪便和阴道微生物组，探索其与免疫学特征（如补体C3/C4、免疫球蛋白）的关联，旨在揭示阴道微生物组在SLE中的潜在作用。

研究流程与方法
1. 研究对象与样本收集
- 纳入30名SLE女性患者（平均年龄39.6岁）和30名年龄-BMI匹配的健康对照（HC）。
- 排除标准：妊娠、抗生素/益生菌使用史、活动性感染（如阴道炎）。
- 采集粪便（30 mg）和阴道中段拭子样本，-80°C保存；同步采集血液检测补体（C3/C4）和免疫球蛋白（IgA/IgG/IgM）。

1. 微生物组测序与分析

   • DNA提取与测序：使用磁珠法提取DNA，通过PCR扩增16S rRNA基因V3-V4区，Illumina MiSeq平台进行双端测序（2×300 bp）。
     
   • 生物信息学分析：
     
     • 使用Cutadapt和FLASH处理原始数据，去除低质量序列和嵌合体。
       
     • 通过QIIME2生成ASV（扩增子序列变体）表，基于SILVA数据库（v138）进行物种注释。
       
     • α多样性（Chao1、Shannon指数）和β多样性（Bray-Curtis距离）分析；PERMANOVA评估组间差异。
       
     • ROC曲线分析筛选SLE生物标志物；Pearson相关性分析微生物组与免疫指标关联。
       

2. 统计方法

   • 使用R语言（v3.6.2）和SPSS（v27.0）进行统计分析。
     
   • Wilcoxon秩和检验比较菌群丰度差异，Benjamini-Hochberg校正多重假设检验（FDR<0.05为显著）。
     

主要结果
1. 微生物组多样性改变
- 肠道菌群：SLE患者肠道菌群α多样性略低于HC（Chao1指数，FDR=0.089），但β多样性显著差异（R²=0.087，FDR=0.001）。
- 阴道菌群：SLE患者阴道菌群α多样性显著升高（Shannon指数，FDR<0.001），β多样性差异更显著（R²=0.132，FDR=0.001）。
- 共享ASV：SLE与HC的肠道菌群共享28个ASV，而阴道菌群仅共享9个，提示阴道菌群失调更显著。

1. 菌群组成差异

   • 肠道：SLE患者乳杆菌属（*Lactobacillus*，32.53%）和加德纳菌属（*Gardnerella*，15.95%）富集，而普雷沃菌属（*Prevotella*）和粪杆菌属（*Faecalibacterium*）减少（FDR<0.05）。
     
   • 阴道：SLE患者阴道中普雷沃菌属（18.47%）和大肠杆菌-志贺菌属（*Escherichia-Shigella*）增加，乳杆菌属（5.47%）显著减少（FDR<0.05）。
     

2. 生物标志物筛选

   • 肠道中乳杆菌属、加德纳菌属（AUC=0.828–0.836）及阴道中大肠杆菌-志贺菌属（AUC=0.899–1.000）可作为SLE诊断标志物。
     

3. 免疫学关联

   • 阴道菌群Shannon指数与血清C4水平负相关（r=-0.430，p=0.041）；大肠杆菌-志贺菌属丰度与C4负相关（p<0.05），而肠道菌群与免疫指标无显著关联。
     

结论与意义
1. 科学价值：
- 首次揭示SLE患者阴道菌群失调比肠道更显著，且与补体系统异常直接相关，提示阴道微环境可能是SLE免疫调节的新靶点。
- 发现阴道中乳杆菌减少与大肠杆菌-志贺菌富集可能通过破坏黏膜屏障促进自身免疫反应。

1. 应用潜力：
   
   • 阴道菌群标志物（如大肠杆菌-志贺菌）或可辅助SLE早期诊断；
     
   • 针对性调节阴道菌群（如补充益生菌）可能成为SLE辅助治疗策略。
     

研究亮点
1. 创新性：首次系统比较SLE患者肠道与阴道菌群，突破既往单一生态位研究局限。
2. 方法学：采用多组学分析（微生物组+免疫指标），结合ROC曲线提升生物标志物筛选可靠性。
3. 临床启示：发现阴道菌群-免疫轴在SLE中的特异性，为女性SLE高发机制提供新解释。

局限性：样本量较小（n=30），未纳入男性患者；需进一步动物实验验证因果性。

数据公开：测序数据已上传至GenBank（PRJNA904086）。