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子宮頸與陰道共生菌相影響 HIV 感染風險

近年研究發現不同的生殖道共生菌叢 (genital microbiota) 組成與愛滋病毒 (HIV) 和人類乳突病毒 (HPV) 感染風險具有相關性。

  隨著高通量技術的進步,科學家開始能夠分析一個社群中每個人的共生菌叢 (microbiota) 狀況,藉以發掘疾病與共生菌叢的關係。雖然相較腸道共生菌,生殖道共生菌叢的研究較少,但目前認為生殖道共生菌叢的組成較為單純,這使得我們能夠更容易的觀察與追蹤生殖道共生菌的變化 [1]。性傳染病諸如愛滋病毒與人類乳突病毒透過性行為的體液交換在個體之間傳播,因此人們也對於生殖道環境與性傳染病感染之間的相關性展現高度研究興趣,其中包含生殖道的酸鹼值與共生菌叢等。透過細菌 16S rRNA 定序,生殖道共生菌叢被分為五個族群組成 (community state types, CSTs),其中包含四個 Lactobacillus組成的族群組成 (CST I: L. crispatus; CST II: L. gasseri; CST III: L. iners; CST V: L. jensenii) 與一個由複雜厭氧菌組成的 CST IV [1]。

    在 2017 年發表於 Immunity 的研究中 [2],針對有二千四百萬 HIV 感染患者的撒哈拉以南非洲地區 (sub-Saharan Africa) 進行女性子宮頸陰道部共生菌叢 (cervicovaginal microbiota) 分析。該分群研究 (cohort study) 追蹤 FRESH (Females Rising through Education, Support, and Health) 計畫 [3] 中 236 位介於 18 至 23 歲且未感染 HIV 的女性,並以密集的檢測追蹤持續 336 天。至追蹤結束為止共有 31 人感染 HIV。分析結果可依共生菌組成將受測者分群為四組,其中 Lactobacillus crispatus 為主要菌叢的分群無人感染 HIV,而具有複雜菌叢組成的分群有 12人感染 HIV。

        為了進一步證明菌叢與感染 HIV 風險,研究人員排除外部因子的干擾(包含保險套的使用、性行為的種類與頻率、性伴侶數量與針具使用量)後,仍顯示 HIV 感染風險與共生菌叢分群存在正相關性。結果顯示擁有高 L. crispatus 比例組成的共生菌叢較不易感染 HIV,而當共生菌叢為其他的複雜組成時,HIV 的感染風險增加。再檢測受測者的子宮頸周邊黏液後顯示,具有複雜共生菌叢的女性在發炎與吸引 T 細胞聚集的細胞激素(IL-1α, TNF-α, IL-8, IL-23, IL-1β, IL-17)與趨化素 (chemokine) 有較高的表現量,且也可以觀察到較多的 T 細胞(帶有 CCR5 )。無菌小鼠實驗亦顯示陰道接種 Prevotella bivia 的小鼠比接種 L. crispatus 的小鼠有更多的 CCR5+ CD4+ T 細胞在陰道黏膜周邊聚集。

  類似的現象也在 HPV 的研究中發現 [4]Lactobacillus 菌叢對於維持陰道酸性環境、降低陰道黏膜周遭發炎與維持陰道黏膜完整性有關鍵作用。在大規模菌相研究中也發現,共生菌叢的組成會因人種不同而有所改變,雖然目前的研究尚無法了解複雜的因果關係,但是 Lactobacillus 為主的陰道菌叢顯示能降低 HIV 及 HPV 感染風險及降低子宮頸癌形成的要素組成 [2, 4]。

       透過數據分析以及統計的方式,我們能夠知道病毒、微生物以及宿主之間的交流對我們的健康有關係,然而構成生殖道共生菌叢的機轉與維持的條件仍須要進一步研究,可能還無法立刻成為疾病預防或治療的一環,然而可以確定的是,生殖道中的共生菌在宿主與性傳染病的攻防中扮演至關重要的角色。

子宮頸與陰道周圍,複雜菌叢相較主要由 L. crispatus 組成的菌叢而言將更容易吸引大量 T 細胞聚集於黏膜周邊,提高 HIV 的感染風險。
(Gosmann, C., et al. 2017)

參考文獻:

  1. Anahtar, M. N., Gootenberg, D. B., Mitchell, C. M., & Kwon, D. S. (2018). Cervicovaginal Microbiota and Reproductive Health: The Virtue of Simplicity. Cell Host & Microbe23(2), 159-168. doi:10.1016/j.chom.2018.01.013
  2. Gosmann, C., Anahtar, M. N., Handley, S. A., Farcasanu, M., Abu-Ali, G., Bowman, B. A., … Kwon, D. S. (2017). Lactobacillus -Deficient Cervicovaginal Bacterial Communities Are Associated with Increased HIV Acquisition in Young South African Women. Immunity46(1), 29-37. doi:10.1016/j.immuni.2016.12.013
  3. FRESH. (2016, March 16). Retrieved from http://www.ragoninstitute.org/international/fresh
  4. Łaniewski, P., Barnes, D., Goulder, A., Cui, H., Roe, D. J., Chase, D. M., & Herbst-Kralovetz, M. M. (2018). Linking cervicovaginal immune signatures, HPV and microbiota composition in cervical carcinogenesis in non-Hispanic and Hispanic women. Scientific Reports8(1). doi:10.1038/s41598-018-25879-7

撰文|蔡宗霖
審稿|陳彥善

About the author

蔡宗霖

蔡宗霖

畢業於長庚大學生物醫學系,目前就讀陽明大學微生物與免疫學研究所碩士班,主要探討胸腺巨噬細胞與其代謝途徑在後天免疫恆定中扮演的角色。曾參與國際合成生物學競賽(iGEM),並於2018年前往廈門大學The Beulter Institute進修免疫學與遺傳學。一直相信自己學習到的,就有跟其他人分享的義務。希望在Investigator中認識更多人,一起創造生活刺激!

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