引用本文： 周文月, 梁家浩, 李澤豪, 王海, 李巖. 腸道菌群與抽動障礙的因果關聯：孟德爾隨機化研究. 華西醫學, 2024, 39(8): 1195-1203. doi: 10.7507/1002-0179.202311179 復制
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抽動障礙（tic disorder, TD）是一種起病于兒童或青少年時期的神經精神障礙性疾病，臨床以一個或多個部位運動和/或發聲抽動為主要特征[1]。據報道，我國兒童 TD 的總患病率為 2.68%，與全球患病率數據接近[2-3]。近年來，TD 發病有增多的趨勢，該病病程長且病情復雜[4]，不僅會影響患兒的正常學習和生活，也會給家庭、學校、社會造成危害[5]。現有研究表明，TD 與遺傳、免疫、社會心理等多種因素相關，但其病因及發病機制并未明確[3]。Xi 等[6]通過基因組測序分析 49 例 TD 患兒和 50 例健康對照者糞便樣本中的腸道微生物群，發現 TD 患兒腸道微生物群發生了改變。腸道微生物群可以通過“微生物群-腸道-腦軸”影響中樞神經系統生理和功能，腸道微生態與 TD 密切相關[7]，但目前尚不清楚二者之間所潛在的具體因果關聯。孟德爾隨機化（Mendelian randomization, MR）是一種利用遺傳變異作為工具變量來探討暴露對疾病結局的因果效應的遺傳流行病學方法，受混雜問題的影響較小，且能準確作出因果推斷[8]。本研究基于全基因組關聯研究（genome-wide association study, GWAS）總結數據進行 MR 分析，探究腸道菌群與 TD 之間的因果效應關系，以期對 TD 的預防和診療開辟新思路。
1 資料與方法
1.1 研究設計
采用 MR 方法，以工具變量來分析腸道菌群與 TD 的因果關聯。MR 使用大量遺傳變異的 GWAS 匯總統計數據，提取與暴露和結果變量相關的單核苷酸多態性（single nucleotide polymorphism, SNP），進一步揭示暴露與結局之間的因果關系。MR 方法需要滿足 3 個核心假設（圖1）：首先，用作工具變量的 SNP 與腸道菌群密切相關，并達到全基因組閾值（假設 1）；其次，工具變量與混雜因素相互獨立（假設 2）；第三，工具變量只能通過暴露因素對結局變量產生影響而不能通過其他途徑（假設 3）[9]。
圖1
本研究分析模型
1.2 數據來源
本研究使用的 TD 數據來源于 IEU Open GWAS Project 數據庫[10]，從中選取上傳于 2021 年的數據集（finn-b-KRA_PSY_TIC）作為結局變量，該數據集研究對象為歐洲的男性和女性，包括 172 例 TD 病例和
1.3 工具變量篩選
為了確保關于腸道菌群與 TD 風險之間因果關系的真實性和準確性，通過以下步驟在 R 軟件進行數據篩選以選取最佳工具變量。首先，在全基因組范圍閾值下與腸道菌群中呈強相關（P<1.0×10–5）的 SNP 被選為潛在的工具變量。其次，為了確保每個 SNP 的獨立性，對其進行連鎖不平衡處理，剔除在
1.4 統計學方法
本研究以逆方差加權（inverse variance weighted, IVW）作為主要分析方法，加權中位數法、MR-Egger 回歸法、加權模式法和簡單模式法作為輔助方法。通過比值比（odds radio, OR）及其 95% 置信區間（confidence interval, CI）來檢測腸道菌群與 TD 之間是否存在因果關系。IVW 方法使用 Meta 分析方法結合每個 SNP 的 Wald 估計值，以獲得腸道菌群對 TD 影響的總體估計值。在沒有水平多效性的情況下，IVW 結果無偏倚性[15]。MR-Egger 回歸是一種可以在 MR 分析中檢測和調整多效性，并獲得因果效應的方法。如果截距項等于 0，則表明不存在水平多效性，當截距不為 0 時，存在水平多態性，其統計學意義將由截距的 P 值決定。MR-PRESSO 分析通過去除顯著的異常值來檢測并嘗試降低水平多效性[16-17]。當高達 50% 的工具變量無效時，加權中位數方法可以正確估計因果關系。當具有相似因果估計的大多數工具變量有效時，即使其他工具變量不滿足 MR 方法對因果推斷的要求，加權模式方法仍然有效[18]。
基于 IVW 的 Cochran Q 統計量用于量化工具變量的異質性，若 P>0.05，表明不存在異質性，反之則存在異質性。此外，為了識別潛在異質性的 SNP，本研究通過依次省略每個工具 SNP 進行留一法敏感性分析，以此來評估 MR 結果的穩健性。
所有統計分析均使用 R 4.1.2 軟件，通過“TwoSampleMR”軟件包完成。由于 IVW 方法提供了最精確的因果關系估計，故本研究以 IVW 作為主要分析方法，統一使用隨機效應模型。檢驗水準 α=0.05。
2 結果
2.1 工具變量篩選結果
IVW 分析結果表明，有 6 種菌群與 TD 發病風險潛在因果關聯（P<0.05），分別為紅螺菌科（Family Rhodospirillaceae）、紅螺菌目（Order Rhodospirillales）、Parasutterella、毛螺菌屬（Genus Lachnospira）、瘤胃球菌屬 NK4A214 群（Ruminococcaceae NK4A214 group）和 Candidatus Soleaferrea。其中紅螺菌科 MR 分析所用到的有效 SNP 為 15 個，紅螺菌目 14 個，Parasutterella 14 個，毛螺菌屬 6 個，瘤胃球菌屬 NK4A214 群 13 個，Candidatus Soleaferrea 10 個，所對應統計量 F 均>10，有效減少了弱工具變量的偏倚。詳情見表1。
表1
與 TD 風險相關的 6 種腸道菌群相關 SNP 的特征
2.2 MR 分析結果
通過 MR 分析得出各 SNP 位點對結局變量的影響，利用 IVW 和 MR-Egger 方法綜合分析各個 SNP 效應值，結果如圖2 所示。可見，紅螺菌科、紅螺菌目和 Parasutterella 為保護因素，IVW 和 MR-Egger 綜合分析所得效應值均小于 0，表明隨著暴露的增加，結局的發病風險隨之減少；毛螺菌屬和 Candidatus Soleaferrea 為危險因素，表明隨著暴露的增加，結局的發病風險也隨之增加。由于瘤胃球菌屬 NK4A214 群所對應的 MR-Egger 和 IVW 的結果方向不一致，提示瘤胃球菌屬 NK4A214 群與 TD 之間的關系結果并不穩定，還需要進行更多的研究驗證，故不納入后續分析范疇。
圖2
孟德爾隨機化分析結果森林圖
縱坐標代表各個單核苷酸多態性，橫坐標代表效應值，當效應值小于 0 代表該暴露因素為結局的保護因素，大于 0 則為危險因素
由表2和散點圖（圖3）可知紅螺菌科［OR=0.398，95%CI（0.191，0.831），P=0.014］、紅螺菌目［OR=0.349，95%CI（0.164，0.743），P=0.006］、Parasutterella ［OR=0.392，95%CI（0.171，0.898），P=0.027］與 TD 呈負向因果，表明暴露是結局的保護因素；毛螺菌屬［OR=8.784，95%CI（1.160，66.496），P=0.035］和 Candidatus Soleaferrea［OR=2.572，95%CI（1.161，5.695），P=0.020］與 TD 呈正向因果關系，提示暴露是結局的危險因素。由不同方法（IVW、加權中位數、MR-Egger、加權模式和簡單模式方法）所得到的對應線段總體走向一致（圖3），表明該因果關系具有一定穩定性。漏斗圖（圖4）中每一個黑點同樣代表一個 SNP，總體呈左右對稱趨勢，說明結果穩定，SNP 的選擇無明顯偏倚。
表2
基于 IVW 法分析腸道菌群與抽動障礙的因果效應
圖3
孟德爾隨機化分析結果散點圖
MR：孟德爾隨機化；SNP：單核苷酸多態性
圖4
孟德爾隨機化分析結果漏斗圖
MR：孟德爾隨機化；IV：工具變量；SE：標準誤
水平多效性：MR-Egger 回歸和 MR-PRESSO 檢驗均提示，對于紅螺菌科、紅螺菌目、Parasutterella、毛螺菌屬、Candidatus Soleaferrea，暴露因素的工具變量不存在水平多效性（P>0.05）。見表3。
表3
異質性和水平多效性檢驗結果
異質性檢驗：MR-Egger 和 IVW 兩種方法均表明所納入 SNP 不存在統計學異質性（P>0.05）。見表3。
采用留一法進行逐個剔除檢驗，評估 MR 結果是否具有穩健性。結果顯示，當排除任意某個 SNP 并重新進行 MR 分析時，對整體結果不會產生較大的影響（圖5）。
圖5
留一法敏感性分析結果
3 討論
人類腸道菌群是由數萬億細菌組成的高度多樣化的生態系統。胃腸道微生物群與人體的腸道細胞具有共生關系，腸道微生物群通過直接和間接途徑與中樞神經系統保持雙向相互作用，其中涉及內分泌、免疫、自主神經系統和腸道神經系統，從而形成微生物-腸-腦軸[19]。有研究表明，腸道菌群通過與腸腦軸和中樞神經系統的相互作用來影響中樞神經系統的發育和功能[20]。腸道菌群經干預神經遞質、神經免疫因素等因素不斷地反饋生物信息給大腦，維護人體生理活動的平衡[21]。而 TD 的發病與中樞神經遞質的紊亂有關，腸道菌群可以產生多種代謝物和神經遞質，如短鏈脂肪酸、膽汁酸、色氨酸代謝物、多巴胺、血清素和 γ-氨基丁酸等，從而影響情緒和大腦發育，進而引發 TD。Erny 等[22]提出腸道微生物群可以調節小膠質細胞的成熟和功能，這說明腸道微生物群可能通過活化小膠質細胞影響皮質-紋狀體-丘腦-皮質回路影響 TD 的發病。腸道微生物群的改變可能引起腸道通透性和腸道屏障功能的變化，影響胃腸道上皮細胞和免疫系統以及腸道神經系統，而腸道細菌可能通過有缺陷的腸道屏障激活免疫系統，從而引起全身炎癥反應，進而損害血腦屏障并促進神經炎癥，從而影響 TD 的發生[23]。有研究指出，在胃腸道中發現的一些微生物（例如病原體或共生細菌）可能會激活中樞神經系統和神經通路的信號傳導過程，并有助于相關疾病的發展[24]。腸道菌群可直接或間接參與各種神經遞質的產生，通過腸-腦軸影響神經、免疫和內分泌系統，影響 TD 發病。
Eckburg 等[25]進行宏基因組分析，確定腸道微生物群落由 6 個門組成，分別為厚壁菌門、擬桿菌門、變形菌門、放線菌門、梭桿菌門和疣微菌門六大門。我們通過 MR 分析鑒定出 5 種腸道菌群與 TD 有因果關系，分別為紅螺菌科、紅螺菌目、Parasutterella、毛螺菌屬和 Candidatus Soleaferrea。動物實驗表明，當健康小鼠與小兒多發性抽動癥模型小鼠進行糞便微生物移植時，小兒多發性抽動癥小鼠厚壁菌豐度明顯降低[6]。項金等[26]研究表明，使用文靜湯治療抽動患兒后，厚壁菌門的菌群豐度減少，抽動癥狀明顯減輕。6 歲以下兒童的腸壁尚未發育完全，而且屏障功能較差，故腸道菌群失調可能是誘發兒童 TD 的一個重要因素[27]。一項 Meta 分析結果表明，與健康對照組相比，TD 患者外周血中的腫瘤壞死因子-α 和白細胞介素-6 水平升高，這提示腸道菌群失調可以通過調控 T 細胞的分化和穩態，使 T 細胞亞群失衡，促使炎癥因子水平改變，進而影響 TD 的發病[28]。
紅螺菌科、紅螺菌目、Parasutterella 均屬變形菌門，是革蘭陰性桿菌，嚴格厭氧。有研究表明，Parasutterella 與腸黏膜中的炎癥反應和全身代謝異常有關[29]，Parasutterella 可能在生態失調導致的全身性低度代謝性炎癥的發展、微生物活動和宿主反應方面具有一定作用[30]。Parasutterella 的存在改變了腸道中的芳香族氨基酸代謝，增強了腸道色氨酸代謝的脫氨和鏈縮短過程。而 Parasutterella 定植導致的次黃嘌呤水平升高可能對腸黏膜穩態產生潛在的有益影響[31]。一項實驗表明，次黃嘌呤可能調節腸上皮細胞的能量平衡，并在維持腸道屏障功能方面發揮關鍵作用[32]。目前對于紅螺菌科和紅螺菌目作用于疾病的相關報道較少，我們通過 MR 分析發現紅螺菌科、紅螺菌目和 Parasutterella 對 TD 的發生具有保護作用，可能通過調節神經遞質釋放的水平和受體的表達，改善神經功能，調控炎癥反應，從而緩解 TD 癥狀，為未來研究 TD 的治療提供了參考。
毛螺菌屬歸類為厚壁菌門，是一種厭氧性菌類，其豐度與疾病的發生關系密切。一項 MR 分析顯示毛螺菌屬是阿爾茨海默病和肌萎縮側索硬化癥的危險因素[33]，毛螺菌屬的豐度會隨著體重的增加而顯著減少[34]。而毛螺菌屬在一些疾病中是潛在的有益因素。在一項隊列研究中，毛螺菌屬可能在多發性硬化癥和類風濕性關節炎中起保護作用[35]。有研究表明，毛螺菌屬可作為具有中等價值的抗組胺藥功效的標志[36]。一項腦腫瘤的研究表明，毛螺菌屬可能是腦腫瘤患者的一個潛在生物標志物[37]。有研究表明 Candidatus Soleaferrea 與哮喘呈負相關[38]，而房室傳導阻滯與 Candidatus Soleaferrea 呈正相關[39]。本研究中 Candidatus Soleaferrea 是 TD 的危險因素（OR>1）。未來可進一步探討毛螺菌屬和 Candidatus Soleaferrea 對 TD 的相關病理生理機制，以期降低 TD 發病風險。
本研究發現腸道微生物與 TD 的發生有關，且可能是其潛在因素，為 TD 的病因和發病機制研究提供了新思路。生態失調導致相對較低的碳水化合物代謝能力和較高的蛋白質代謝能力可能在 TD 的發病機制中起作用。由于能量降低和神經傳遞改變，較低的短鏈脂肪酸可能導致抽動癥狀的發生。但需要注意的是，此研究還有幾個局限性，由于暴露數據集中最低的分類水平是屬，我們無法在物種水平上進一步探索腸道微生物群和 TD 之間的因果關系。為了進行敏感性分析和水平多效性檢測，需要將更多的遺傳變異作為工具變量，因此分析中使用的 SNP 未達到傳統的 GWAS 閾值（P<5×10–8）。在 GWAS 的大多數參與者是歐洲人群，因此將研究結果外推到其他族裔群體可能是有限的。
綜上所述，本研究通過 MR 分析鑒定出 5 種腸道菌群與 TD 患病風險相關，分別為紅螺菌科、紅螺菌目、Parasutterella、毛螺菌屬和 Candidatus Soleaferrea。紅螺菌科、紅螺菌目和 Parasutterella 可以降低 TD 的發病風險，是 TD 的潛在保護因素，毛螺菌屬和 Candidatus Soleaferrea 是 TD 的潛在危險因素。這可能為 TD 的治療提供了新線索，為尋找新療法提供了方向。
利益沖突：所有作者聲明不存在利益沖突。
抽動障礙（tic disorder, TD）是一種起病于兒童或青少年時期的神經精神障礙性疾病，臨床以一個或多個部位運動和/或發聲抽動為主要特征[1]。據報道，我國兒童 TD 的總患病率為 2.68%，與全球患病率數據接近[2-3]。近年來，TD 發病有增多的趨勢，該病病程長且病情復雜[4]，不僅會影響患兒的正常學習和生活，也會給家庭、學校、社會造成危害[5]。現有研究表明，TD 與遺傳、免疫、社會心理等多種因素相關，但其病因及發病機制并未明確[3]。Xi 等[6]通過基因組測序分析 49 例 TD 患兒和 50 例健康對照者糞便樣本中的腸道微生物群，發現 TD 患兒腸道微生物群發生了改變。腸道微生物群可以通過“微生物群-腸道-腦軸”影響中樞神經系統生理和功能，腸道微生態與 TD 密切相關[7]，但目前尚不清楚二者之間所潛在的具體因果關聯。孟德爾隨機化（Mendelian randomization, MR）是一種利用遺傳變異作為工具變量來探討暴露對疾病結局的因果效應的遺傳流行病學方法，受混雜問題的影響較小，且能準確作出因果推斷[8]。本研究基于全基因組關聯研究（genome-wide association study, GWAS）總結數據進行 MR 分析，探究腸道菌群與 TD 之間的因果效應關系，以期對 TD 的預防和診療開辟新思路。
1 資料與方法
1.1 研究設計
采用 MR 方法，以工具變量來分析腸道菌群與 TD 的因果關聯。MR 使用大量遺傳變異的 GWAS 匯總統計數據，提取與暴露和結果變量相關的單核苷酸多態性（single nucleotide polymorphism, SNP），進一步揭示暴露與結局之間的因果關系。MR 方法需要滿足 3 個核心假設（圖1）：首先，用作工具變量的 SNP 與腸道菌群密切相關，并達到全基因組閾值（假設 1）；其次，工具變量與混雜因素相互獨立（假設 2）；第三，工具變量只能通過暴露因素對結局變量產生影響而不能通過其他途徑（假設 3）[9]。
圖1
本研究分析模型
1.2 數據來源
本研究使用的 TD 數據來源于 IEU Open GWAS Project 數據庫[10]，從中選取上傳于 2021 年的數據集（finn-b-KRA_PSY_TIC）作為結局變量，該數據集研究對象為歐洲的男性和女性，包括 172 例 TD 病例和
1.3 工具變量篩選
為了確保關于腸道菌群與 TD 風險之間因果關系的真實性和準確性，通過以下步驟在 R 軟件進行數據篩選以選取最佳工具變量。首先，在全基因組范圍閾值下與腸道菌群中呈強相關（P<1.0×10–5）的 SNP 被選為潛在的工具變量。其次，為了確保每個 SNP 的獨立性，對其進行連鎖不平衡處理，剔除在
1.4 統計學方法
本研究以逆方差加權（inverse variance weighted, IVW）作為主要分析方法，加權中位數法、MR-Egger 回歸法、加權模式法和簡單模式法作為輔助方法。通過比值比（odds radio, OR）及其 95% 置信區間（confidence interval, CI）來檢測腸道菌群與 TD 之間是否存在因果關系。IVW 方法使用 Meta 分析方法結合每個 SNP 的 Wald 估計值，以獲得腸道菌群對 TD 影響的總體估計值。在沒有水平多效性的情況下，IVW 結果無偏倚性[15]。MR-Egger 回歸是一種可以在 MR 分析中檢測和調整多效性，并獲得因果效應的方法。如果截距項等于 0，則表明不存在水平多效性，當截距不為 0 時，存在水平多態性，其統計學意義將由截距的 P 值決定。MR-PRESSO 分析通過去除顯著的異常值來檢測并嘗試降低水平多效性[16-17]。當高達 50% 的工具變量無效時，加權中位數方法可以正確估計因果關系。當具有相似因果估計的大多數工具變量有效時，即使其他工具變量不滿足 MR 方法對因果推斷的要求，加權模式方法仍然有效[18]。
基于 IVW 的 Cochran Q 統計量用于量化工具變量的異質性，若 P>0.05，表明不存在異質性，反之則存在異質性。此外，為了識別潛在異質性的 SNP，本研究通過依次省略每個工具 SNP 進行留一法敏感性分析，以此來評估 MR 結果的穩健性。
所有統計分析均使用 R 4.1.2 軟件，通過“TwoSampleMR”軟件包完成。由于 IVW 方法提供了最精確的因果關系估計，故本研究以 IVW 作為主要分析方法，統一使用隨機效應模型。檢驗水準 α=0.05。
2 結果
2.1 工具變量篩選結果
IVW 分析結果表明，有 6 種菌群與 TD 發病風險潛在因果關聯（P<0.05），分別為紅螺菌科（Family Rhodospirillaceae）、紅螺菌目（Order Rhodospirillales）、Parasutterella、毛螺菌屬（Genus Lachnospira）、瘤胃球菌屬 NK4A214 群（Ruminococcaceae NK4A214 group）和 Candidatus Soleaferrea。其中紅螺菌科 MR 分析所用到的有效 SNP 為 15 個，紅螺菌目 14 個，Parasutterella 14 個，毛螺菌屬 6 個，瘤胃球菌屬 NK4A214 群 13 個，Candidatus Soleaferrea 10 個，所對應統計量 F 均>10，有效減少了弱工具變量的偏倚。詳情見表1。
表1
與 TD 風險相關的 6 種腸道菌群相關 SNP 的特征
2.2 MR 分析結果
通過 MR 分析得出各 SNP 位點對結局變量的影響，利用 IVW 和 MR-Egger 方法綜合分析各個 SNP 效應值，結果如圖2 所示。可見，紅螺菌科、紅螺菌目和 Parasutterella 為保護因素，IVW 和 MR-Egger 綜合分析所得效應值均小于 0，表明隨著暴露的增加，結局的發病風險隨之減少；毛螺菌屬和 Candidatus Soleaferrea 為危險因素，表明隨著暴露的增加，結局的發病風險也隨之增加。由于瘤胃球菌屬 NK4A214 群所對應的 MR-Egger 和 IVW 的結果方向不一致，提示瘤胃球菌屬 NK4A214 群與 TD 之間的關系結果并不穩定，還需要進行更多的研究驗證，故不納入后續分析范疇。
圖2
孟德爾隨機化分析結果森林圖
縱坐標代表各個單核苷酸多態性，橫坐標代表效應值，當效應值小于 0 代表該暴露因素為結局的保護因素，大于 0 則為危險因素
由表2和散點圖（圖3）可知紅螺菌科［OR=0.398，95%CI（0.191，0.831），P=0.014］、紅螺菌目［OR=0.349，95%CI（0.164，0.743），P=0.006］、Parasutterella ［OR=0.392，95%CI（0.171，0.898），P=0.027］與 TD 呈負向因果，表明暴露是結局的保護因素；毛螺菌屬［OR=8.784，95%CI（1.160，66.496），P=0.035］和 Candidatus Soleaferrea［OR=2.572，95%CI（1.161，5.695），P=0.020］與 TD 呈正向因果關系，提示暴露是結局的危險因素。由不同方法（IVW、加權中位數、MR-Egger、加權模式和簡單模式方法）所得到的對應線段總體走向一致（圖3），表明該因果關系具有一定穩定性。漏斗圖（圖4）中每一個黑點同樣代表一個 SNP，總體呈左右對稱趨勢，說明結果穩定，SNP 的選擇無明顯偏倚。
表2
基于 IVW 法分析腸道菌群與抽動障礙的因果效應
圖3
孟德爾隨機化分析結果散點圖
MR：孟德爾隨機化；SNP：單核苷酸多態性
圖4
孟德爾隨機化分析結果漏斗圖
MR：孟德爾隨機化；IV：工具變量；SE：標準誤
水平多效性：MR-Egger 回歸和 MR-PRESSO 檢驗均提示，對于紅螺菌科、紅螺菌目、Parasutterella、毛螺菌屬、Candidatus Soleaferrea，暴露因素的工具變量不存在水平多效性（P>0.05）。見表3。
表3
異質性和水平多效性檢驗結果
異質性檢驗：MR-Egger 和 IVW 兩種方法均表明所納入 SNP 不存在統計學異質性（P>0.05）。見表3。
采用留一法進行逐個剔除檢驗，評估 MR 結果是否具有穩健性。結果顯示，當排除任意某個 SNP 并重新進行 MR 分析時，對整體結果不會產生較大的影響（圖5）。
圖5
留一法敏感性分析結果
3 討論
人類腸道菌群是由數萬億細菌組成的高度多樣化的生態系統。胃腸道微生物群與人體的腸道細胞具有共生關系，腸道微生物群通過直接和間接途徑與中樞神經系統保持雙向相互作用，其中涉及內分泌、免疫、自主神經系統和腸道神經系統，從而形成微生物-腸-腦軸[19]。有研究表明，腸道菌群通過與腸腦軸和中樞神經系統的相互作用來影響中樞神經系統的發育和功能[20]。腸道菌群經干預神經遞質、神經免疫因素等因素不斷地反饋生物信息給大腦，維護人體生理活動的平衡[21]。而 TD 的發病與中樞神經遞質的紊亂有關，腸道菌群可以產生多種代謝物和神經遞質，如短鏈脂肪酸、膽汁酸、色氨酸代謝物、多巴胺、血清素和 γ-氨基丁酸等，從而影響情緒和大腦發育，進而引發 TD。Erny 等[22]提出腸道微生物群可以調節小膠質細胞的成熟和功能，這說明腸道微生物群可能通過活化小膠質細胞影響皮質-紋狀體-丘腦-皮質回路影響 TD 的發病。腸道微生物群的改變可能引起腸道通透性和腸道屏障功能的變化，影響胃腸道上皮細胞和免疫系統以及腸道神經系統，而腸道細菌可能通過有缺陷的腸道屏障激活免疫系統，從而引起全身炎癥反應，進而損害血腦屏障并促進神經炎癥，從而影響 TD 的發生[23]。有研究指出，在胃腸道中發現的一些微生物（例如病原體或共生細菌）可能會激活中樞神經系統和神經通路的信號傳導過程，并有助于相關疾病的發展[24]。腸道菌群可直接或間接參與各種神經遞質的產生，通過腸-腦軸影響神經、免疫和內分泌系統，影響 TD 發病。
Eckburg 等[25]進行宏基因組分析，確定腸道微生物群落由 6 個門組成，分別為厚壁菌門、擬桿菌門、變形菌門、放線菌門、梭桿菌門和疣微菌門六大門。我們通過 MR 分析鑒定出 5 種腸道菌群與 TD 有因果關系，分別為紅螺菌科、紅螺菌目、Parasutterella、毛螺菌屬和 Candidatus Soleaferrea。動物實驗表明，當健康小鼠與小兒多發性抽動癥模型小鼠進行糞便微生物移植時，小兒多發性抽動癥小鼠厚壁菌豐度明顯降低[6]。項金等[26]研究表明，使用文靜湯治療抽動患兒后，厚壁菌門的菌群豐度減少，抽動癥狀明顯減輕。6 歲以下兒童的腸壁尚未發育完全，而且屏障功能較差，故腸道菌群失調可能是誘發兒童 TD 的一個重要因素[27]。一項 Meta 分析結果表明，與健康對照組相比，TD 患者外周血中的腫瘤壞死因子-α 和白細胞介素-6 水平升高，這提示腸道菌群失調可以通過調控 T 細胞的分化和穩態，使 T 細胞亞群失衡，促使炎癥因子水平改變，進而影響 TD 的發病[28]。
紅螺菌科、紅螺菌目、Parasutterella 均屬變形菌門，是革蘭陰性桿菌，嚴格厭氧。有研究表明，Parasutterella 與腸黏膜中的炎癥反應和全身代謝異常有關[29]，Parasutterella 可能在生態失調導致的全身性低度代謝性炎癥的發展、微生物活動和宿主反應方面具有一定作用[30]。Parasutterella 的存在改變了腸道中的芳香族氨基酸代謝，增強了腸道色氨酸代謝的脫氨和鏈縮短過程。而 Parasutterella 定植導致的次黃嘌呤水平升高可能對腸黏膜穩態產生潛在的有益影響[31]。一項實驗表明，次黃嘌呤可能調節腸上皮細胞的能量平衡，并在維持腸道屏障功能方面發揮關鍵作用[32]。目前對于紅螺菌科和紅螺菌目作用于疾病的相關報道較少，我們通過 MR 分析發現紅螺菌科、紅螺菌目和 Parasutterella 對 TD 的發生具有保護作用，可能通過調節神經遞質釋放的水平和受體的表達，改善神經功能，調控炎癥反應，從而緩解 TD 癥狀，為未來研究 TD 的治療提供了參考。
毛螺菌屬歸類為厚壁菌門，是一種厭氧性菌類，其豐度與疾病的發生關系密切。一項 MR 分析顯示毛螺菌屬是阿爾茨海默病和肌萎縮側索硬化癥的危險因素[33]，毛螺菌屬的豐度會隨著體重的增加而顯著減少[34]。而毛螺菌屬在一些疾病中是潛在的有益因素。在一項隊列研究中，毛螺菌屬可能在多發性硬化癥和類風濕性關節炎中起保護作用[35]。有研究表明，毛螺菌屬可作為具有中等價值的抗組胺藥功效的標志[36]。一項腦腫瘤的研究表明，毛螺菌屬可能是腦腫瘤患者的一個潛在生物標志物[37]。有研究表明 Candidatus Soleaferrea 與哮喘呈負相關[38]，而房室傳導阻滯與 Candidatus Soleaferrea 呈正相關[39]。本研究中 Candidatus Soleaferrea 是 TD 的危險因素（OR>1）。未來可進一步探討毛螺菌屬和 Candidatus Soleaferrea 對 TD 的相關病理生理機制，以期降低 TD 發病風險。
本研究發現腸道微生物與 TD 的發生有關，且可能是其潛在因素，為 TD 的病因和發病機制研究提供了新思路。生態失調導致相對較低的碳水化合物代謝能力和較高的蛋白質代謝能力可能在 TD 的發病機制中起作用。由于能量降低和神經傳遞改變，較低的短鏈脂肪酸可能導致抽動癥狀的發生。但需要注意的是，此研究還有幾個局限性，由于暴露數據集中最低的分類水平是屬，我們無法在物種水平上進一步探索腸道微生物群和 TD 之間的因果關系。為了進行敏感性分析和水平多效性檢測，需要將更多的遺傳變異作為工具變量，因此分析中使用的 SNP 未達到傳統的 GWAS 閾值（P<5×10–8）。在 GWAS 的大多數參與者是歐洲人群，因此將研究結果外推到其他族裔群體可能是有限的。
綜上所述，本研究通過 MR 分析鑒定出 5 種腸道菌群與 TD 患病風險相關，分別為紅螺菌科、紅螺菌目、Parasutterella、毛螺菌屬和 Candidatus Soleaferrea。紅螺菌科、紅螺菌目和 Parasutterella 可以降低 TD 的發病風險，是 TD 的潛在保護因素，毛螺菌屬和 Candidatus Soleaferrea 是 TD 的潛在危險因素。這可能為 TD 的治療提供了新線索，為尋找新療法提供了方向。
利益沖突：所有作者聲明不存在利益沖突。
