恭喜慕柏生物客户郑州大学第一附属医院卫新老师在期刊《Journal of Neuroinflammation》发表最新研究成果

慕柏生物客户郑州大学第一附属医院卫新老师于2024年9月在期刊《Journal of Neuroinflammation》（最新IF：9.3）发表题为“Preoperative gut microbiota of POCD patients induces pre- and postoperative cognitive impairment and systemic inflammation in rats”的最新研究成果。

术后认知功能障碍（POCD）是老年患者术后常见的症状，其特征是认知能力在不同时间间隔内出现客观可测量的下降。肠道菌群通过肠道菌群-脑轴在调节脑功能方面起着重要作用，肠道菌群失调与许多神经系统疾病有关。术前肠道菌群在POCD中的作用越来越受到关注，确定术前肠道菌群对术后认知的影响对于提供有效的术后认知障碍预防策略至关重要，但其潜在机制尚不清楚。本研究旨在探讨术前肠道菌群对POCD的影响。

本研究通过前瞻性标本采集和回顾性盲法评估研究分析了POCD患者术前肠道菌群，并确定微生物标志物预测术后认知障碍的潜力。随后，研究者将POCD患者术前肠道菌群转移到抗生素处理的大鼠中，通过腹部手术建立POCD模型，探讨POCD患者术前肠道菌群对术前和术后认知功能和全身炎症的影响。研究者使用16S rRNA测序分析肠道菌群，通过Morris水迷宫测试评估学习和记忆能力，采用ELISA测定血清和海马体中炎症细胞因子TNF-α，IL-1β和IL-6，还通过Iba-1免疫荧光染色检查海马体中活化的小胶质细胞。

根据术后MMSE评分的下降情况，将24例患者诊断为POCD，并与24例对照患者匹配。与对照组患者相比，POCD患者的BMI较高，术前MMSE评分较低，术前肠道菌群丰富度较低，肠道菌群组成发生了明显变化，厚壁菌门丰度下降、变形菌门丰度上升。采用logistic回归方法构建POCD预测模型，选取BMI和术前MMSE评分等术前临床指标构建预测模型（模型1），模型的ROC曲线下面积（AUC）为0.828。选取颤螺旋目和瘤胃球菌科、颤螺旋菌科和丁酸球菌科三个科，结合BMI和术前MMSE评分构建预测模型（模型2），该模型AUC为0.965，提示术前关键菌群具有预测POCD的潜力。

图1 术前肠道菌群对 POCD 影响的示意图

在大鼠粪菌移植试验中，观察到接受POCD患者术前粪便样本的大鼠与接受对照组患者术前粪便样本的大鼠相比，脱硫杆菌丰度增加，认知功能下降，血清中TNF-α和IL-1β水平增加，海马体中TNF-α水平增加、小胶质细胞活化增加。此外，相关性分析显示大鼠脱硫杆菌丰度与血清TNF-α水平呈正相关。

随后，研究者对接受粪菌移植的大鼠进行了腹部手术，以研究术前肠道菌群对术后状况的影响，观察到手术确实引起了POCD和炎症反应。值得注意的是，与接受对照组患者术前粪便样本的大鼠相比，接受POCD患者术前粪便样本的大鼠表现出认知障碍加剧；血清和海马体中TNF-α、IL-1β和IL-6水平升高；海马体中小胶质细胞的激活增加。

综上所述，本研究表明，POCD 患者术前肠道菌群发生了变化。 大鼠FMT试验提供的证据表明， POCD 患者术前肠道菌群可诱发外周炎症、神经炎症和小胶质细胞活化，导致大鼠认知障碍。此外，在术前肠道菌群失调的介导下，手术创伤可加重术后认知障碍和神经炎症。因此，针对肠道菌群来调节炎症可能是预防 POCD 的一种很有潜力的策略。