
人类肠道菌群在衰老过程以及与衰老有关的疾病(如糖尿病和癌症)的原因和发展中具有重要作用。百岁老人通常表现出对慢性疾病的易感性降低,是研究肠道菌群如何促进健康老化的典范。某些与衰老有关的肠道细菌(例如Akkermansia属和Christensenellaceae科)在百岁老人中被确认为富集。然而,在这些先前的调查中,有限的样本量和缺乏纵向设计可能会破坏其结论和解释。需要更多的证据来了解肠道微生物群与长寿的关系。

新发表在《Nature Aging》这国内研究,对来自中国南方广西的1,575人的大队列中的肠道微生物组进行了纵向研究,其中包括297名百岁老人。试图探索百岁老人的肠道菌群的衰老模式,并对肠道菌群是否与这些人的健康衰老有关提供见解。
研究人员收集了百岁老人和其他四个年龄在20-85岁和90-99岁的对照组的粪便样本和健康信息,并进行了16S DNA测序来识别和描述肠道微生物群的特征。为了进一步探索百岁老人的肠道微生物组是如何随着个人年龄的增长而发展的,设计了一项纵向研究,从297人的队列中随机选择了45名百岁老人,并收集了间隔1.5年的粪便样本以比较他们的微生物结构、组成和多样性。
从研究人群的肠道微生物组中发现了四种不同的肠型,百岁老人表现出一种独特的肠型模式,其特点是拟杆菌属和Escherichia-Shigella菌属的组合(图1),它们分别在青壮年(20-44岁)和其他老年群体中占优势。
图1:百岁老人中与青年有关的肠道微生物特征
a, 鉴定的肠型(E)的特点是,拟杆菌属(E1)、Escherichia–Shigella属(E2)、Prevotella属(E3)和Blautia属(E4)占主导地位。在每个群中,椭圆包括三分之二的样本。百岁老人的肠道类型与其他老年人(66-85岁)的肠道类型不同,其特点是由拟杆菌属和志贺氏埃希氏菌属组合而成
结果发现,百岁老人的肠道微生物组特征具有与年轻成年人相似的结构:过度富集拟杆菌属,物种均匀度(衡量群落中每个物种数量的接近程度(高均匀度表明物种的丰度相似))增加,来自拟杆菌门的潜在有益物种富集,潜在致病菌(在某些情况下可能成为致病的无害共生菌)耗尽。研究结果还表明,以拟杆菌属为主的肠型(特别是富含有益拟杆菌属的肠型)可以作为区分百岁老人与其他老年人的标志。例如,百岁老人体内富含对维持肠道平衡和共生至关重要的Bacteroides thetaiotaomicron。与以前的研究相比,健康状况可能带来一些变化,但对百岁老人和其他年龄组之间的微生物组特征的变化方向没有显著影响。纵向研究进一步揭示了百岁老人的微生物组模式,在老龄化过程中保持或加强了肠道菌群特征的青年相关特征。大规模横断面和纵向研究已经确定了百岁老人独特的肠道微生物特征,并表明这些与青年有关的特征可能有助于健康的衰老和长寿。
百岁老人和年轻成年人所共有的肠道微生物特征的相似性,如高物种多样性和富集的拟杆属和具有有益潜力的微生物,是非常耐人寻味的。因为纵向数据表明,这些与青年有关的特征在百岁老人的衰老过程中得到加强,我们提出这种微生物组特征与长寿有关,并可能抵消一般伴随衰老的衰老或慢性疾病。该研究强调了肠道菌群模式和极端长寿之间的联系,但肠道菌群的衰老模式如何有助于健康的衰老或长寿还不清楚。对其他年龄组(尤其是其他老年人)的纵向数据可能有助于我们对这个问题的理解,这在未来的衰老研究中必须考虑。另一个问题是肠道微生物群如何帮助百岁老人对与衰老有关的慢性疾病的易感性降低。在动物模型或人类中对百岁老人中与青年有关的细菌进行鉴定和功能探索,可以为这个问题提供启示。
论文的背后
“肠道菌群被认为是健康老化的一个可能的决定因素,因为越来越多的证据显示它对人类代谢和免疫学的影响。在这个项目开始时,我们假设研究长寿者的肠道菌群可以更好地了解肠道微生物群与长寿的关系。主要的挑战之一是收集极端长寿者的样本和信息,在COVID-19大流行下,这变得更加困难。我们很高兴在我们的百岁老人队列中发现与青年有关的肠道微生物特征。这些发现让我们相信,对百岁老人的研究将在老龄化研究中具有很高的价值。我们现在正在从百岁老人身上分离出数以千计的细菌菌株,并在动物模型上测试其益处。我们希望能找到能够延长人类寿命或促进健康的微生物。” - S.W.
参考文献:
Youth-associated signatures in the gut microbiome of centenarians. Nat Aging (2023). https://doi.org/10.1038/s43587-023-00395-0
Pang, S., Chen, X., Lu, Z. et al. Longevity of centenarians is reflected by the gut microbiome with youth-associated signatures. Nat Aging (2023). https://doi.org/10.1038/s43587-023-00389-y |