Особенности микробиома кишечника, связанные с депрессией и ожирением

Депрессия и ожирение часто сочетаются и, вероятно, имеют общие факторы риска и патофизиологические механизмы, связанные с нарушением функции кишечного микробиома. В исследовании случай–контроль участвовали 105 человек: 43 пациента с большим депрессивным расстройством (БДР) и 62 человека без депрессии и психических сопутствующих заболеваний. Целью было выявить особенности микробиома кишечника, связанные с БДР, и изучить их связь с индексом массы тела (ИМТ) и образом жизни (питанием и физической активностью). Провели метагеномное секвенирование, а затем таксономическую и функциональную аннотацию. С помощью методов машинного обучения участников удалось классифицировать как пациентов с депрессией или контрольную группу со сбалансированной точностью 0,90, а также отнести к одной из четырёх категорий — депрессия или отсутствие депрессии и нормальная масса тела или избыточная масса тела — со сбалансированной точностью 0,78, используя только таксономические профили. Выявлены новые таксоны бактерий, связанные с депрессией, в том числе снижение численности Butyrivibrio hungatei и Anaerocolumna sedimenticola. Также воспроизведены ранее описанные связи, например снижение численности Faecalibacterium prausnitzii у пациентов с БДР. Функциональная аннотация метагеномов выявила различия в метаболических путях синтеза основных питательных веществ, связанных с питанием, а также в путях, связанных с воспалением. Примечательно, что были выявлены усиление деградации триптофана и снижение активности путей синтеза квеозина; оба изменения непосредственно связаны со снижением доступности моноаминергических нейромедиаторов. Кроме того, функциональный анализ показал, что большинство функций, более выраженных в контрольной группе, чем у пациентов с депрессией, кодируются Faecalibacterium prausnitzii. Полученные данные указывают на характерные микробные и функциональные особенности, связанные с депрессией, включая таксоны и метаболические пути, участвующие в обмене нейромедиаторов; эти связи не зависели от других ковариат. Профилирование кишечного микробиома может помочь в диагностике и разработке методов лечения депрессии, направленных на кишечник.

Значимость: В исследовании выявлены особенности микробиома кишечника, позволяющие прогнозировать большое депрессивное расстройство (БДР), и изучена их связь с индексом массы тела (ИМТ). Обнаружены виды бактерий и метаболические пути, связанные с БДР; некоторые из них участвуют в обмене нейромедиаторов и воспалительных процессах. Среди выявленных различий выделяется снижение численности Faecalibacterium prausnitzii — характерная особенность микробиома при БДР, что указывает на возможное применение этого вида для облегчения симптомов депрессии. Кроме того, обнаружены общие особенности микробиома при БДР и разных значениях ИМТ, что предполагает наличие общих механизмов. Результаты дают основу для разработки методов микробиомной диагностики и будущих стратифицированных вмешательств, направленных на функции кишечной микробиоты для улучшения психического здоровья.