首发抑郁症患者的认知损伤背后,竟藏着这些微生物的秘密

首发抑郁症患者抱怨“记忆力下降”、“注意力不集中”、“思维变慢”。这些认知症状不仅严重影响患者的社会功能,更是导致预后不良的重要因素。

传统上,我们将这些症状归因于神经递质失衡,但近年来,一个全新的研究方向——脑肠轴,正为我们理解抑郁症的认知损伤开辟全新视角。


肠道菌群与大脑的“隐形通道”:脑肠轴

脑肠轴作为连接肠道微生物与中枢神经系统的双向通信网络,已成为精神医学研究的前沿热点。这条“隐形通道”通过神经、内分泌和免疫途径,让远在肠道的微生物能够直接“对话”我们的大脑。

广州医科大学附属脑科医院团队在《Translational Psychiatry》发表的最新研究,首次从脑肠轴角度深入探讨了首发抑郁症患者的认知损伤机制。这项研究结合了宏基因组测序和功能性磁共振成像技术,为我们揭示了肠道菌群如何通过调节脑网络功能连接,进而影响认知功能的神秘路径


抑郁症患者的肠道菌群“指纹”:43种菌株异常

研究发现,与健康人群相比,首发抑郁症患者存在明显的肠道菌群失调。在菌种水平上,共鉴定出43种差异菌株,其中11种菌株在患者中显著增多,32种菌株显著减少。

最引人注目的是,Amycolatopsis sp. Hca4 和 Shewanella livingstonensis 这两种菌株在抑郁症患者中明显减少。进一步分析显示,Amycolatopsis sp. Hca4的丰度与处理速度呈负相关,而Shewanella livingstonensis的丰度则与言语学习能力正相关。

这意味着,特定的肠道菌群可能成为预测抑郁症认知损伤的潜在生物标志物。


菌群代谢异常:抑郁症的“代谢危机”

研究还发现,抑郁症患者的肠道菌群代谢通路出现明显异常。与健康对照相比,患者组在内吞作用、细胞周期、核质运输、泛素介导的蛋白降解等通路上显著富集。

更值得关注的是,亨廷顿病、肌萎缩侧索硬化、神经退行性疾病通路、脊髓小脑性共济失调和朊病毒病等神经退行性病变相关通路也在抑郁症患者中异常活跃。这或许可以解释为什么长期抑郁症患者会面临更高的神经退行性疾病风险。

相比之下,健康人群的肠道菌群则在生物膜形成、磷酸转移酶系统、ABC转运蛋白、氨基酰-tRNA生物合成等能量代谢和物质合成通路上更为活跃。这种代谢差异可能是抑郁症患者能量供应不足和神经系统功能异常的基础。


大脑网络连接的异常增强:代偿还是破坏?

研究团队构建了全脑功能连接网络,发现了一个出乎意料的现象:与健康对照组相比,首发抑郁症患者的大脑子网络之间的连接不是减弱,而是显著增强。

这种增强主要集中在腹侧注意网络与边缘系统之间,以及默认模式网络与腹侧注意网络之间。而这些网络正是负责情绪处理、注意力和认知功能的核心区域。

特别值得注意的是,认知功能与躯体运动网络-边缘系统、默认模式网络-边缘系统以及前额叶-边缘系统之间的功能连接密切相关。这种连接的增强可能既是大脑对功能异常的代偿反应,也可能是认知损伤的神经基础。


研究发现,中央前叶与海马旁回之间的功能连接与处理速度正相关,而额上回与基底节、海马旁回与前额叶中回之间的功能连接则与工作记忆负相关。

前额叶-边缘网络与抑郁症和工作记忆密切相关。这个网络不仅与抑郁的负性情绪有关,还显著影响抑郁症患者的工作记忆表现。执行功能障碍通常与多巴胺耗竭影响基底节-皮层回路有关,导致注意力、工作记忆和目标导向行为缺陷。

有趣的是,当海马旁回和中前回之间的功能连接增强时,患者的工作记忆表现反而更差。这表明这些脑区之间的神经活动过度增强,可能是大脑为维持一定认知功能水平而付出的努力,同时也暗示一旦这种增强连接开始衰退,患者的工作记忆障碍可能会更加严重。


肠道菌群的调节作用:小菌群大作用

本研究最具突破性的发现是,首次证实了Amycolatopsis sp. Hca4 这种肠道菌群可以调节大脑功能连接与认知功能之间的关系。

具体来说,Amycolatopsis sp. Hca4 调节了中前回和海马旁回之间的功能连接与工作记忆的关系。当这种菌群丰度较低时,脑功能连接对工作记忆产生负面影响;而当其丰度较高时,同样的脑区连接反而能促进工作记忆表现。

这意味着,肠道菌群不仅是旁观者,更是大脑功能与认知关系的重要调节者。通过调节特定菌群的丰度,我们可能能够改变大脑网络的运作效率,进而改善认知功能。


结语

研究首次从脑肠轴角度整合了肠道宏基因组学与脑功能连接组学,揭示了肠道菌群在调节抑郁症认知损伤中的关键作用。为我们理解抑郁症认知损伤的机制提供了全新视角,同时也为临床干预提供了潜在靶点。

肠道菌群分析可能成为评估抑郁症患者认知损伤风险的有效工具。通过检测特定菌群的丰度,我们能够更早识别出认知损伤高风险患者,并采取针对性干预措施。

针对肠道菌群的干预策略,如益生元、益生菌和饮食调整,可能成为改善抑郁症认知症状的有效方法。特别是增加Amycolatopsis sp. Hca4和Shewanella livingstonensis等有益菌群的丰度,有望通过调节脑肠轴来改善认知功能。

结合神经影像学和微生物学指标,我们可以建立更精准的抑郁症认知损伤预测模型,为个体化治疗提供依据

对临床医生而言,关注患者的肠道健康,或许将成为评估和治疗抑郁症认知损伤的重要一环。这条连接肠道与大脑的隐形通道,正为我们打开一扇理解和管理精神疾病的新窗口。




参考文献
Huang, Y., Li, H., Zhu, B. et al. The association between gut microbiota and functional connectivity in cognitive impairment of first-episode major depressive disorder. Transl Psychiatry 15, 449 (2025). https://doi.org/10.1038/s41398-025-03615-w


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