阴道微生物群与代谢组双向互作调控高危HPV持续感染及高级别宫颈上皮内瘤变的机制研究

本研究针对中国女性高危HPV持续感染伴高级别宫颈上皮内瘤变(CIN)的临床难题，通过整合16S rRNA测序与非靶向代谢组学技术，首次系统揭示了阴道微生物群(VM)与代谢组的协同变化规律。研究发现Lactobacillus crispatus主导的VM通过调控386种差异代谢物（如琥珀酰腺苷、柠檬酸）抑制HPV持续感染，而Fannyhessea vaginae等病原菌通过介导N-乙酰天冬氨酸等代谢物促进疾病进展，为宫颈癌早期干预提供了新型生物标志物和潜在治疗靶点。

宫颈癌是全球女性第四大恶性肿瘤，而高危型人乳头瘤病毒(HPV)持续感染是其明确诱因。尽管疫苗和筛查技术显著降低了发病率，但约15%的感染者仍会发展为高级别宫颈上皮内瘤变(CIN2+)。近年研究发现，阴道微生物群(VM)的失衡可能通过代谢重编程、免疫调节等途径影响HPV清除，但中国人群数据匮乏，且微生物-代谢物-宿主的互作机制尚未阐明。

北京大学深圳医院团队在《BMC Microbiology》发表的研究，首次对中国女性HPV自然清除组(HPV_C)与持续感染伴CIN2+组(HPV_PH)进行多组学整合分析。通过采集56例患者阴道后穹窿样本，采用16S rRNA V4-V5区测序和液相色谱-质谱联用(LC-MS)技术，结合双向正交偏最小二乘法(O2PLS)等生物信息学方法，揭示了VM-代谢组-HPV的复杂互作网络。

主要技术方法

1. 队列设计：纳入广西地区56例HPV阳性中国女性，严格控制月经周期、抗生素使用等混杂因素
2. 微生物分析：Qiagen DNeasy试剂盒提取DNA，MGISEQ-2000平台进行16S rRNA V4-V5区测序
3. 代谢组检测：Thermo Fisher LC-MS平台采集数据，Progenesis QI软件处理原始质谱信号
4. 数据分析：采用PERMANOVA评估微生物群落对代谢的影响，O2PLS分析微生物-代谢物相关性

VM结构差异
研究发现HPV_C组Lactobacillus主导型(CST)比例达77.8%，显著高于HPV_PH组(68.4%)。值得注意的是，L. iners主导型(CST_III)在HPV_C组占比66.7%，而L. crispatus主导型(CST_I)仅11.1%，提示不同乳酸菌亚型的保护效力存在差异。非乳酸菌主导型(NLD)样本中，Fannyhessea vaginae和Megasphaera lornae等病原菌显著富集。

代谢组特征
OPLS-DA分析鉴定出386个差异代谢物(VIP>1，p<0.05)，其中HPV_C组富集的213种代谢物以氨基酸衍生物为主，如具有抗病毒潜力的3'-腺苷单磷酸(3'-AMP)。而HPV_PH组特有的麦芽三糖与Lactobacillus丰度呈负相关，可能通过碳分解代谢抑制乳酸菌定植。

微生物-代谢物互作
O2PLS分析显示Lactobacillus对代谢组的调控贡献最大，其与64种HPV_C相关代谢物（如γ-谷氨酰色氨酸）呈正相关。相反，19种HPV_PH特征代谢物（如N-乙酰腐胺）与病原菌Fannyhessea显著关联。中介效应分析首次揭示：Fannyhessea通过分泌α-氟甲基组氨酸(FMH)等代谢物抑制Lactobacillus生长，而Lactobacillus则通过调控脯氨酰亮氨酸等代谢物增强HPV清除能力。

结论与意义
该研究构建了VM-代谢物-HPV持续感染的调控网络：L. crispatus通过维持酸性环境及分泌抗炎代谢物促进HPV清除，而Fannyhessea等病原菌则通过降解糖原产生麦芽三糖等代谢物创造有利HPV存活的微环境。这些发现不仅解释了既往观察性研究中VM与CIN进展的关联，更为开发基于微生物移植或代谢干预的宫颈癌预防策略提供了理论依据。研究局限性包括样本量较小和缺乏菌株水平功能验证，未来需通过宏基因组测序和类器官模型深化机制研究。