发表时间：2022年
分析内容：代谢组学+宏基因组学
帕金森病（PD）是一种常见的神经系统疾病。研究表明，PD模型的α-突触核蛋白聚集体可以通过迷走神经从肠神经系统传播到脑干，胃肠道症状可能比运动症状早几十年。与对照组相比，PD患者具有独特的肠道微生物群结构，并且肠道微生物群的变化与疾病的严重程度和进展相关。短链脂肪酸（SCFAs）是肠道菌群发酵膳食纤维产生的主要代谢物，推测在肠-脑交叉对话中起关键作用。但目前仍缺乏关于检测粪便和血浆中SCFAs水平的综合研究。
本研究通过比较分析对照组和PD患者组粪便和血浆中SCFAs水平，以描述SCFAs的相互关系，并将肠道微生物群变化和临床指标联系起来，来阐明它们之间的相互关系。
通过对粪便与血浆中的SCFAs检测，发现与对照组相比，PD患者粪便中乙酸、丙酸和丁酸浓度显著降低（图1）；血浆中丙酸、丁酸和戊酸的浓度显著增加（图2）。
通过ROC曲线分析预测PD的发生，发现随着粪便中乙酸、丙酸和丁酸水平降低及血浆中丙酸、丁酸和戊酸水平增加，AUC预测准确度提高（图3A）。
与早期疾病患者相比，晚期PD患者的粪便中乙酸、丙酸、丁酸和戊酸水平均显着降低，血清中戊酸水平显著增加。此外，将粪便和血浆中SCFAs水平与运动障碍严重程度做关联分析，发现粪便中乙酸、丙酸和丁酸的水平与运动能力呈负相关（图3B-D），血浆中丙酸水平与运动能力呈正相关（图4）。
认知正常的PD患者和患有痴呆症的PD（PDD）患者的SCFAs差异分析显示，粪便中SCFAs水平无显著差异；血浆中，PDD患者异丁酸和戊酸水平显著升高（图5B)，将粪便和血浆中SCFAs水平与认知能力做关联分析，发现血浆中异丁酸和戊酸水平与认知能力呈负相关（图5C）。
宏基因组分析表明，PD患者的菌群丰富度高于对照组（图6）。进一步分析肠道菌群与SCFAs的相关性，结果表明，与对照组相比，PD患者特定肠道微生物群丰度的改变与不同SCFAs的血浆和粪便水平相关，与PD患者的运动能力或认知障碍严重程度相关（图7）。
本文通过气相色谱-质谱（GC-MS）和液相色谱-质谱（LC-MS/MS）对粪便和血浆中的SCFAs进行定量分析，发现PD患者粪便和血浆中SCFAs水平存在差异。SCFAs与运动能力、认知能力、肠道菌群关联分析显示：粪便中低水平SCFAs、血浆中高水平丙酸与PD患者的低运动能力相关；粪便中低水平SCFAs、血浆中高水平丁酸和戊酸与较差的认知相关；PD患者部分菌群丰度的改变与血浆和粪便中SCFAs水平相关。结果表明，SCFAs可以作为区分PD患者和对照组以及反映疾病严重程度的肠道导向标记物，有助于进一步阐明PD患者复杂的肠-脑相互作用。