微生物與免疫學 感染性疾病 病毒學

不只細菌、病毒也參一咖? 發炎性腸道疾病與病毒的關聯

發炎性腸道疾病(Inflammatory bowel disease, IBD)和腸道共生菌相變化有關。但 Virgin 教授的團隊發現,腸道內的病毒組(Virome)也在 IBD 中扮演重要角色。此研究成果刊載於 2015 年 1 月 22 日的 Cell。

對抗 IBD 的歷史相當長,十六世紀即有相關記載。目前全美約有一百三十萬患者。IBD是慢性且易復發的腸道發炎性疾病群,其詳細致病原因目前不明。可能是由遺傳、環境等因素,造成對腸道正常菌落異常的免疫反應。IBD 可分為兩種,克隆氏症(Crohn’s disease, CD)和潰瘍性結腸炎(Ulcerative colitis, UC)。過去最受到關注的就是腸內菌相和黏膜免疫反應。近來有不少研究顯示,病毒組與 IBD 的發生有關,而病毒組的主要組成 – 嗜菌體也會由掠食者-獵物的關係影響腸道細菌群落。

先前研究未詳細描述腸道的病毒組。華盛頓大學的團隊,藉由宏基因組測序(metagenomic sequencing)將 UC、CD 病患以及同一地區(或同一家庭)正常人的糞便樣本類病毒粒子(virus-like particle,VLP)之 DNA 進行比較,在排除生活環境的影響後,觀察嗜菌體、細菌和 IBD 的關係。他們採用了來自英國、美國芝加哥及洛杉磯三個世代進行研究,並以兩個生態指標: 豐富度(richness)和多樣性(diversity)來比較。研究團隊另外以 16s rRNA 定序以瞭解菌相改變的情形。考慮到多項因素(如健康狀態、性別、年紀等)對結果的影響,其他變項被加入多變量關聯的線型模型(Multivariate association with linear model)進行分析。

在  IBD 病患腸道中,病毒組具特有之變化。以豐富度而言,尾噬菌體目(Caudovirale)上升,微小嗜菌體科(Microviridae)則下降,且 CD 組和 UC 組所增加的尾噬菌體目病毒種類並不相同。可見不同的 IBD 疾病類別,其腸道的病毒組有特異性。一般認為腸道細菌和 IBD 密切相關,不過這次觀察到的病毒組變化,無法單由細菌群落多樣性、豐富度下降來解釋。

「這個發現只是冰山一角,」Virgin 教授受訪時指出,他們也發現了很多過去不知曉的病毒,病毒組和腸道健康的互動尚不明朗。作者推測,腸道內嗜菌體組成的改變,進而影響微生物相與消化系統,誘發 IBD。或許因為病人腸道內的病毒組影響了糞便的細菌組成,使糞便移植治療  IBD 未見顯著成效。過去人們普遍忽略了病毒組在腸道健康、代謝疾病中之作用,將來研究腸道微生物相,除了聚焦細菌,也應了解病毒組在其中扮演的角色。

 

圖說:腸道內病毒組在 IBD 中扮演重要角色。圖片來源:http://goo.gl/Hw2iSh

參考資料:

  1. Norman, J., Handley, S., Baldridge, M., Droit, L., Liu, C., Keller, B., … Virgin, H. (2015). Disease-Specific Alterations in the Enteric Virome in Inflammatory Bowel Disease. Cell160(3), 447-460. doi:10.1016/j.cell.2015.01.002

 

 

撰文 | 童柏雅

修訂 | 熊浩安

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