2016-06-02
派森諾(nuo)生(sheng)物(wu)與上(shang)海(hai)交通(tong)大學微(wei)生(sheng)物(wu)代(dai)謝(xie)國點(dian)實(shi)(shi)驗(yan)室、上(shang)海(hai)系(xi)統生(sheng)物(wu)醫學教(jiao)育(yu)部實(shi)(shi)驗(yan)室、花王（中國）研(yan)究開(kai)發(fa)中心以(yi)及上(shang)海(hai)市皮膚病醫院共同合作(zuo)，在《Nature》旗下的(de)《Scientific Reports》（影響(xiang)因子(zi)5.578）發表論文，系統揭示了頭皮菌(jun)群、頭皮局部(bu)生理環境、人體表型與頭皮屑(xie)之間的互作(zuo)關系。
【研究(jiu)背景】
頭(tou)(tou)(tou)(tou)皮(pi)(pi)(pi)(pi)由毛囊皮(pi)(pi)(pi)(pi)脂(zhi)腺(xian)(xian)和(he)汗腺(xian)(xian)覆(fu)蓋而成(cheng)，頭(tou)(tou)(tou)(tou)皮(pi)(pi)(pi)(pi)分泌(mi)的(de)(de)(de)皮(pi)(pi)(pi)(pi)脂(zhi)是一種(zhong)(zhong)由甘(gan)油三酯(zhi)、鯊(sha)烯(xi)、膽固(gu)醇(chun)和(he)多種(zhong)(zhong)酯(zhi)類組成(cheng)的(de)(de)(de)復合物。皮(pi)(pi)(pi)(pi)脂(zhi)腺(xian)(xian)的(de)(de)(de)活性能影響(xiang)皮(pi)(pi)(pi)(pi)脂(zhi)的(de)(de)(de)分泌(mi)，且(qie)與多種(zhong)(zhong)頭(tou)(tou)(tou)(tou)皮(pi)(pi)(pi)(pi)脫落病有明顯的(de)(de)(de)關聯性。頭(tou)(tou)(tou)(tou)皮(pi)(pi)(pi)(pi)屑(xie)就(jiu)是一種(zhong)(zhong)常見的(de)(de)(de)頭(tou)(tou)(tou)(tou)皮(pi)(pi)(pi)(pi)脫落病，將近一半的(de)(de)(de)人口都(dou)或(huo)多或(huo)少(shao)地受到頭(tou)(tou)(tou)(tou)皮(pi)(pi)(pi)(pi)屑(xie)的(de)(de)(de)困(kun)擾。雖然對(dui)于(yu)(yu)頭(tou)(tou)(tou)(tou)皮(pi)(pi)(pi)(pi)屑(xie)形成(cheng)原因的(de)(de)(de)研究已長達數十年，但尚未形成(cheng)統一的(de)(de)(de)理論(lun)觀點。同時，頭(tou)(tou)(tou)(tou)皮(pi)(pi)(pi)(pi)也共生(sheng)(sheng)著多樣的(de)(de)(de)微(wei)生(sheng)(sheng)物群落，包括細菌(jun)和(he)真菌(jun)，皮(pi)(pi)(pi)(pi)脂(zhi)是它們主要的(de)(de)(de)營養來源。頭(tou)(tou)(tou)(tou)皮(pi)(pi)(pi)(pi)微(wei)環境的(de)(de)(de)改變（比(bi)如頭(tou)(tou)(tou)(tou)皮(pi)(pi)(pi)(pi)屑(xie)等(deng)病變）也可能影響(xiang)頭(tou)(tou)(tou)(tou)皮(pi)(pi)(pi)(pi)菌(jun)群的(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)長。長期(qi)以來，對(dui)于(yu)(yu)頭(tou)(tou)(tou)(tou)皮(pi)(pi)(pi)(pi)屑(xie)相(xiang)關微(wei)生(sheng)(sheng)物的(de)(de)(de)研究焦點都(dou)集中在一種(zhong)(zhong)名為(wei)Malassezia的真菌屬中，但(dan)對頭皮菌群(qun)整體組成及其與頭皮屑等疾病關系尚有待于進一步(bu)探索(suo)。
【研(yan)究(jiu)目的】
頭(tou)皮(pi)屑可能是由多方面(mian)因(yin)(yin)素共同作用而產生(sheng)(sheng)(sheng)的，這(zhe)些(xie)因(yin)(yin)素不僅(jin)包括人體自身的生(sheng)(sheng)(sheng)理狀態、人群特定的表(biao)型(xing)特征，頭(tou)皮(pi)菌群的紊(wen)亂(luan)失調(diao)也是一個可能的重(zhong)要因(yin)(yin)素。這(zhe)項研究(jiu)即著眼于上(shang)述(shu)三類因(yin)(yin)素之間可能的互作關系，力圖系統性地闡釋頭(tou)皮(pi)屑產生(sheng)(sheng)(sheng)的根本原(yuan)因(yin)(yin)。
【研究方法】
這項(xiang)研究從363例個體中篩選得到59例(li)受試者的170份輕微(wei)或中度頭皮(pi)屑樣本，通(tong)過ASFS得分值（Adherent scalp flaking scale）評估(gu)頭皮屑的嚴重(zhong)等級，并采用Roche 454 FLX+焦磷酸高通(tong)量(liang)測序技術，分別對頭皮細菌的16S rRNA V1-V3可變區(qu)和頭皮(pi)真菌的(de)ITS區序列進行(xing)測序分析。
表1 頭皮樣本基本信息
【分析(xi)內容與結果說明(ming)】
1、頭皮菌群的組成結(jie)構和菌群成員之間的關(guan)聯網絡(luo)
通過(guo)焦磷酸測序，共(gong)獲得1,042,946條細(xi)菌(jun)16S rRNA V1-V3可(ke)變區(qu)序列和599,004條真菌(jun)ITS區序列，在(zai)97%的序列(lie)相似度(du)下(xia)，分別歸并得到753和(he)378個(ge)OTU。細菌群(qun)落中，來(lai)自Actinobacteria門(men)的(de)Propionibacterium屬（63.3%）與來自(zi)Firmicutes門的Staphylococcus屬（32.4%）最為優(you)勢，兩者(zhe)的豐(feng)度總和達(da)到細菌群(qun)落的95%之多(duo)；而Malassezia屬(shu)的豐度（>95%）則(ze)在(zai)真菌(jun)群落中占(zhan)有(you)絕對優勢的地位(wei)。
圖(tu)1 正常個體和(he)頭皮屑(xie)人的頭皮菌群(qun)組成
研究還發現，頭皮細(xi)菌和真菌群落成(cheng)員(yuan)之間的豐度變(bian)化存在相互關聯，并以此構建(jian)了關聯網絡。其中，優勢細(xi)菌屬Propionibacterium和Staphylococcus互相呈負相關，而來自Proteobacteria和Actinobacteria門的低豐度(du)細菌則(ze)形(xing)成了正相關的關聯網絡。此外，真菌屬也形(xing)成了以(yi)M. restricta為中心的關聯網絡。
圖2 頭皮(pi)菌群成員之(zhi)間的關(guan)聯網絡
注：藍色代(dai)表負相關，紅色代(dai)表正相關
2、頭皮菌群(qun)與人體生(sheng)理狀態和(he)人群(qun)表型特(te)征的(de)相互作(zuo)用關系
通(tong)過RDA冗(rong)余(yu)分(fen)析(xi)（Redundancy analysis），發(fa)現共有35個關鍵細菌屬同頭(tou)皮(pi)屑的嚴重程度顯著(zhu)相關（P = 0.002），其中，包括Staphylococcus在內的33個屬同頭皮屑并的(de)嚴重程度正相(xiang)關，但僅有兩(liang)個屬（Propionibacterium和Labrys）與其呈負(fu)相(xiang)關。頭皮(pi)真菌群落與頭皮(pi)屑的關聯性相(xiang)對較(jiao)弱(ruo)（P = 0.272）。
RDA分析還發現，頭皮細菌(jun)群落的(de)組(zu)成結(jie)構也同年齡、性別(bie)等人群表(biao)型特征和(he)皮脂(zhi)量、經皮失(shi)水量等人體(ti)生理(li)指標呈(cheng)現顯著(zhu)相關，優(you)勢細菌(jun)屬Propionibacterium和Staphylococcus仍是其中關(guan)聯最為密切的(de)(de)兩(liang)個細菌屬。相(xiang)比之下，頭皮真菌群落僅僅體現出與性別相(xiang)關(guan)的(de)(de)差異特征（P = 0.030）。
圖(tu)3 RDA冗余分析顯示頭皮(pi)(pi)菌群組成結構與(yu)頭皮(pi)(pi)屑嚴重程度的(de)相關性(xing)
表2 RDA冗余分析顯示頭(tou)皮菌群組成結(jie)構(gou)同人體生(sheng)理狀態(tai)和人群表型(xing)特征的相(xiang)互作用關系
3、頭皮屑與(yu)各(ge)影響(xiang)因素間的系統關(guan)系
綜合以上分析結果，這項研究(jiu)(jiu)系統性(xing)地展示了(le)頭皮屑(xie)同諸(zhu)多(duo)影響因(yin)素（頭皮菌(jun)群、人(ren)體生理狀(zhuang)態和人(ren)群表型特征等(deng)）之間復雜(za)的相互作用關系。雖然過往研究(jiu)(jiu)大多(duo)將(jiang)聚焦于(yu)頭皮真(zhen)菌(jun)優勢群落(luo)(luo)，但這項研究(jiu)(jiu)卻表明，頭皮細(xi)菌(jun)群落(luo)(luo)對(dui)于(yu)頭皮屑(xie)的影響程度可能更(geng)甚(shen)于(yu)頭皮真(zhen)菌(jun)群落(luo)(luo)，不僅體現(xian)于(yu)優勢細(xi)菌(jun)如Propionibacterium和Staphylococcus，也體現在一些(xie)低(di)豐度的微生物類群中。
圖4 頭皮屑同頭皮菌(jun)群、人(ren)體生理狀態和人(ren)群表型特征等因素之間可能的相(xiang)互(hu)作用關系
【研(yan)究結論】
這項研究(jiu)表明頭皮屑(xie)(xie)的(de)(de)發生很可能并非(fei)單一因(yin)素的(de)(de)作用(yong)結(jie)(jie)果，而是由頭皮菌群和(he)人(ren)體自身的(de)(de)諸多影響因(yin)素共同作用(yong)的(de)(de)結(jie)(jie)果。這項研究(jiu)為(wei)降低頭皮屑(xie)(xie)的(de)(de)困擾提供了新思路，如調節頭皮菌群中Propionibacterium和Staphylococcus兩種優勢細菌的(de)組成和平衡。
原文索引：
Zhijue Xu, Zongxiu Wang, Chao Yuan, Xiaoping Liu, Fang Yang, Ting Wang, Junling Wang, Kenji Manabe, Ou Qin, Xuemin Wang, Yan Zhang & Menghui Zhang. Dandruff is associated with the conjoined interactions between host and microorganisms. Scientific Reports. 6, 24877; doi:10.1038/srep24877 (2016).
