酒精改变肠道微生物网络，对小鼠神经炎症的改善作用具有性别特异性

　　(温馨提示：动物实验数据，不是喝酒借口

　　虽然酒精的促炎作用众所周知，但也有证据表明，它可能改善某些自身免疫性疾病的预后。酒精潜在的有益作用机制尚不清楚，也没有临床指南发布可接受的病人消费水平。酒精是自身免疫性神经炎性疾病患者广泛食用的一种饮食成分，但目前关于酒精对这些疾病影响的证据尚不清楚。流行病学研究表明，适量饮酒可能对某些自身免疫性疾病具有保护作用。然而，这种相关性还没有被直接研究过。

　　研究方法

　　动物喂养

　　小鼠断奶后(出生后第21天)唯一的食物来源是Lieber-DeCarli液体饲料，自由饮水。酒精组可以自由食用含有2.6%酒精的液体饲料，对照组给予无酒精对照饮食，两组采用等卡路里对喂法进行喂饲。

　　实验性自身免疫脑脊髓炎模型建立

　　7周龄时，小鼠皮下注射100μg MOG35-55肽(完全溶解在弗氏佐剂中，1mg/mL)。MOG35-55肽注射48小时后立即腹腔注射250 ng百日咳毒素，根据胡克实验室协议(附录A: EAE评分指南，胡克目录编号。EK- 2110)，评分0 - 5分，反映EAE肢体瘫痪和运动功能障碍的严重程度。

　　微生物分析

　　粪便样本立即冷冻在干冰上，并在处理前储存在-80℃。使用QIAGEN DNeasy PowerSoil试剂盒提取细菌基因组DNA后进行16S rRNA测序。测序数据在Qiime2(2018.11)中进行处理，使用DADA2去噪，使用GreenGene分类器进行分类。读取计数除以每个样本的总计数，得到相对丰度百分比。

　　研究结果

　　适度饮酒可显著降低EAE的严重程度，且具有性别特异性

　　在EAE诱导后，按照标准EAE评分标准对小鼠进行每日症状发作和疾病进展评分，反映运动障碍的程度。小鼠大约在D9时开始出现运动障碍，在D15时达到疾病评分的峰值。总体而言，不同性别的治疗组之间的峰值疾病积分(D12到D18)没有差异(图2)。没有观察到成对喂养的对照组饮食中的雄性和雌性之间的积分差异(图2A)。

　　有趣的是，酒精喂养组在实验性自身免疫性脑脊髓炎恢复阶段(D30和D41)出现性别差异，并持续到直到D44)(图2)，雄性比雌性的疾病恢复情况好(图2 B和C)。酒精喂养的雌性在D20-D30时的评分较低，但D38时疾病复发评分较高，具有显著性差异(图2 C)。在整个实验过程中，对照组雄性和雌性疾病评分没有显著性差异(图2A)。这些数据表明酒精在EAE疾病过程中对雄性和雌性有不同的影响，在饮酒雄性中有可能产生保护性作用。

　　适量酒精减少神经炎症

　　为了研究适量饮酒对EAE过程中小胶质细胞激活的影响，作者在D44时收集了饮酒和对照动物的脊髓。对白质(侧白质柱)和灰质(腹角传出运动区)内的Iba1+小胶质细胞定量。小胶质细胞密度在饮酒雄性和雌性胸部区域的外侧白质柱和腹角传出运动区均显著降低。在颈脊髓中，在饮酒的雄性中小胶质细胞减少尤为明显。虽然各组间腰椎外侧柱Iba1+小胶质细胞数量未发现明显差异，但在腰椎腹角存在明显的性别差异(图3C)。颈、胸椎脊髓小胶质细胞密度的降低，可能是酒精以性别特异性的方式改变了中枢神经系统的炎症和疾病进展。

　　适度的酒精对肠道菌群的改变具有性别特异性

　　分别从断奶、EAE前(D0)、诱导后第7天(D7)和EAE恢复期(D30和D41)的雄性和雌性小鼠粪便中提取细菌DNA，并通过16S rRNA测序进行分析。与D0相比，在所有实验组中，疣微菌门的相对丰度显著降低，而厚壁门菌的增加(图4E)。作者以疣微菌门 -厚壁门菌比值(VF比值)作为疾病状态的一个潜在标记。在 D30，酒精喂养组VF比率明显高于对照组， 尤其是在酒精喂养雄性 (图4F，G)。在属分类层面，在D30时，相比与酒精喂养的雌性，雄性中苏黎世杆菌属开始增加，并在D41时达到统计学差异 (P = 0.037)。与成对饲养的对照组相比，在D30 (P = 0.023)和D41 (P = 0.027)上，酒精喂养的雄性和雌性阿克曼氏菌属显著升高。此外，与成对喂养的雌性相比，嗜酒雌性在D7和D30时的普雷沃氏菌属数量减少，在D41时达到显著水平(P = 0.012)。最后，所有酒精喂养组在D30 (P = 0.011)和D41 (P = 0.004)时梭状芽胞杆菌均有所增加。

　　适度的酒精治疗会改变肠道内的微生物群网络

　　为了更好地描述酒精诱导的分类转移的生物学相关性，作者使用WGCNA来识别细菌分类群，它们的差异表现与处理组、时间点或两者相关。洋红色模块有一个与治疗组正相关的特征轴，绿色模块有一个与治疗无关的性别差异影响的特征轴。值得注意的是，在D30和D41时，洋红色模块(图6D)在酒精喂养的小鼠中显著富集，而酒精喂养的雄性小鼠中该模块的成分相对增加最强。有趣的是，品红色模块的分类单元都是梭菌目，在这个目中，Christensenellaceae、Clostridiaceae和Peptostreptococcaceae的科在数据中得到了明确的鉴定。梭状芽孢杆菌科有2个特异属，分别为SMB53和梭状芽孢杆菌。无论处理组如何，由大量细菌组成的绿色模块在D0 (P = 0.045)、D30 (P = 0.007)和D41 (P = 0.009)处都表现出性别差异相对丰度变化(图6E)。D7时该模块中没有性别差异，这可能是由于EAE诱导和发病在这一时间点上发生了巨大的变化。总而言之，确定了饮酒和对照饮食动物之间的细菌种群的明显差异，这与疾病的进展相关。

　　研究结论

　　适量酒精饮在EAE模型中具有良好的耐受性,可使雄性和雌性中枢神经系统的变化不同。确定一个饮食因素可以引起EAE改善的性别特异性模式有几个重要的影响。

　　首先，不受其他因素影响的饮食可能会影响MS自身免疫的发生和发展，因此可能有助于研究已知的全球女性MS上升。研究结果强调了进一步的饮食机制研究的必要性，以更好地指导在治疗多发性硬化症和其他自身免疫性疾病患者时饮食习惯的个性化建议。

　　此外，作者观察到肠道菌群在酒精作用下会在疾病过程的早期发生变化，这表明饮食因素在肠道菌群的早期发育过程中，甚至在青少年时期可能最终会影响未来的自身免疫过程。关于酒精对多发性硬化患者的潜在有益和有害影响，现有的人类流行病学研究存在争议。目前没有针对多发性硬化患者的酒精指南。因此，关于多发性硬化症患者是继续饮酒还是停止饮酒的临床建议在很大程度上仍是推测性的。

　　作者的研究发现，适量的酒精对小鼠的耐受性良好，并产生有益的影响，这表明低剂量的酒精摄入可能是MS患者的一个考虑因素。因此，对人类的进一步长期随访机制研究对于确定确切的酒精剂量与疾病发生之间的关系以及与酒精消费相关的潜在副作用是至关重要的。还需要进一步的研究来区分酒精对中枢神经系统的直接影响和酒精引起的微生物群落变化所引起的生理影响。

　　由于酒精对男性和女性的生理机能有不同的影响(21,29)，因此未来的研究在两性之间进行是很重要的。更全面的了解酒精对多发性硬化症的影响，揭示分子途径和治疗方法，可以有针对性地在不直接饮酒的情况下概括酒精的保护作用。

　　最后，更好地理解适度饮酒对神经炎症发挥有益作用的机制也将揭示其他饮食因素对多发性硬化症和其他神经炎症的有益影响。

　　原文链接

　　Alcohol shifts gut microbial networks and ameliorates a murine model of neuroinflammation in a sex-specific pattern. by Blaine Caslin, Cole Maguire, …, Esther Melamed (2019) Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A.

　　埃斯特·梅拉米德(Esther Melamed)

　　埃斯特·梅拉米德(Esther Melamed)是戴尔医学院(Dell Medical School) 神经科的认证神经学家和助理教授，是德克萨斯大学奥斯汀分校首席研究员，致力于了解多发性硬化症的遗传、环境和性别差异，并推进针对多发性硬化症护理的患者特异性治疗。