Nature子刊：肠-膀胱轴的平衡之道，探究复发性尿路感染的根源

尿路感染（UTI），看似寻常的身体问题，实则是女性健康里难以忽视的“隐形杀手”。据统计，每年近10%的女性被尿路感染（UTI）所困扰，其中20-30%罹患UTI的女性会面临反复发作性尿路感染（rUTI），对生活质量产生巨大的负面影响。

数据显示女性尿路感染率明显高于男性，这与女性独特的生理结构密不可分。与男性相比，女性的尿道更为短、直、粗，意味着身体一旦被外部细菌侵入，它们会沿着尿道一路逆行，直达膀胱，从而引发感染。《Nature microbiology》发布了一篇文献表明，肠道菌群的变化与rUTI的易感性息息相关。

1. 肠-膀胱轴之谜

在人体这个复杂的微生态系统，胃肠道与各个器官之间的联系密不可分。胃肠道微生物，占据了人体微生物的80%，是微生态系统的主体。剩余20%分布在皮肤、口腔、呼吸道和泌尿生殖道内，与胃肠道微生物共同维持着身体健康运转。当这种微妙的平衡被打破，就像是星空中的一颗星辰偏离了轨道，可能会引发各种难以预测的健康问题。

尿路感染常见于女性，育龄期妇女、老年人、免疫力低下者以及尿路畸形者等都是高发人群。其感染原因是由泌尿道中的细菌引起，除了尿频、尿急、尿痛等，严重则会发生发热、血尿等情况，让人忧心忡忡。

针对这一健康挑战，UTI人群会选择抗生素来进行缓解，但往往收效甚微。令人惊讶的是，四分之一的UTI女性在短短六个月内会再次遭遇尿路感染的困扰。因此感染人群不得不反复使用抗生素，每隔几个月便要与病痛作斗争。

深入研究发现，肠道微生物组的多样性与尿路感染的发生和复发存在相关性，尤其是肠-膀胱轴的发现改变了人们对泌尿系统感染的认知。肠道微生物群的失调与复发性尿路感染的易感性增加有关，可以通过改善肠道微生物环境来降低尿路感染的风险。

图示：肠-膀胱轴及其在rUTI中的作用

2. 尿路感染与肠道微生物组的关系

女性尿路感染的发生主要由病原微生物在肾脏、输尿管、膀胱和尿道的异常繁殖所致。这些病原微生物包括细菌、病毒、寄生虫等，其中细菌是最常见的病原体。这些病原菌中，大肠埃希菌位居首位，紧随其后的是革兰阳性球菌、克雷伯菌及假单胞菌属。

Nature microbiology发布“Longitudinal multi-omics analyses link gut microbiome dysbiosis with recurrent urinary tract infections in women”的一项最新研究，对比鉴定了与rUTI相关的肠道菌群失调情况。

该实验招募31名女性（其中15名有rUTI情况和6名对照者），寻找尿路感染（UTI）的解决方案时，通过深入了解病患的血液、尿液和直肠拭子样本至关重要。详尽的检测揭示了体内被感染的复杂生态（图1a）。为了更全面地探究UTI的病程，研究者对367份粪便样本进行了宏基因组测序和分析。这些珍贵的样本，都来自为期一年的UTI女性参与者（n=197）以及对照组（n=170），为实验提供数据支撑（图1b）。

图1：本研究实验设计和样本收集情况

研究期间，共计24位UTI女性受试者遭遇了尿路感染的反复侵袭。当参与者被诊断出患有尿路感染时，团队采集额外的尿液、血液和粪便样本。

当深入研究rUTI参与者与对照组的肠道菌群组成时，二者之间的差异远超过我们的想象(图2a-c)。相比于无rUTI情况的女性，有rUTI情况的女性的肠道菌群丰富度显著降低，产丁酸菌也显著减少。在门分类水平上，结果发现：Bacteroidetes在rUTI女性中的相对丰度上升，而Firmicutes的丰度却降低，rUTI的发病机制有待进一步探索。

研究人员确定了22个具有差异丰度的分类群，16个菌群在患有rUTI的女性中明显减少(图2b)。这其中包括我们熟知的几种微生物，如Faecalibacterium、Akkermansia、Blautia和Eubacterium hallii。这些微生物都与短链脂肪酸（SCFA）的产生息息相关，尤其是丙酸盐和丁酸盐(图2d)。此外在两组女性的肠道菌群及膀胱菌群组成中发现，不同组群之间的大肠杆菌平均相对丰度没有显著差异(图2e)。

图2：患有rUTI女性具有特有的肠道菌群

研究者还利用先进的StrainGE工具，深入剖析了队列人群粪便宏基因组中大肠杆菌菌株的多样性。这一研究，不仅揭示了菌株间的微妙差异，还对它们进行了精准分类（图3）。值得注意的是，在尿路感染（rUTI）参与者与健康对照组之间，大肠杆菌菌株的携带模式展现出了惊人的相似性。

比较每份样品的菌株数量和系统群分布后，研究团队发现组群间的差异微乎其微（图4）。这一发现，不仅挑战了对于rUTI的传统认知，也为未来的研究提供了全新的视角。

图3：rUTI患者中频繁的肠道-膀胱传播和持久性分析

图4：所有粪便和尿液样本中鉴定大肠杆菌菌株的系统发育分布图

研究进一步表明，抗生素并非预防未来感染或清除UTI病原菌的“万能良药”。过度依赖抗生素可能导致微生物组失衡，增加尿路感染复发的风险。因此研发更为有效的解决方案刻不容缓，打破尿路感染反复发作的恶性循环。

3. 小结

对于女性而言，尿路感染并非无法避免的“宿命”，每一个女性都应该了解自己的身体，通过一系列的生活习惯调整来降低发生风险。

首先，保持充足的饮水量是关键。多喝水不仅可以增加排尿次数，还能利用尿液的冲刷力，将可能存在的细菌冲出体外。此外，均衡饮食、避免过度劳累、保持良好的卫生习惯等都是预防尿路感染的有效方法。

再者，对于已经出现感染情况的女性，及时就医并按医嘱治疗是恢复健康的必要步骤。抗生素疗法或许能暂时缓解，但长期使用抗生素，可能会给肠道微生物组带来更大的威胁。因此，在使用抗生素的同时，我们更应关注如何维持肠道微生物组的平衡。

如上述研究，尿路感染与肠道微生物组之间存在着密切的联系。肠道微生物组，这一常常被忽视的“秘密武器”，对于尿路感染的预防起着关注的作用。通过了解这一机制，我们可以采取有效的措施来预防尿路感染，例如保持良好的心态，避免因焦虑、紧张等情绪；调整饮食、增加益生菌的摄入等手段，维护肠道微生物组平衡，进而保护身体泌尿系统健康，为自己和家人的幸福健康保驾护航。

参考文献：

[1]Colin J. Worby, Henry L. Schreiber IV, Timothy J. Straub,Longitudinal multi-omics analyses link gut microbiome dysbiosis with recurrent urinary tract infections in women.Nature Microbiology volume.05-02,doi:10.1038/s41564-022-01107-x

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