本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点
在关于阴道 pH 值再探的第 1 部分和 2 部分中,我当然花了大部分时间讨论阴道酸度。 不过,您可能已经注意到,对话的层面开始强调阴道微生物群落或阴道菌群。 阴道微生物群落的组成与阴道 pH 值之间的相互作用非常有趣——哪种状态驱动另一种状态? 在健康女性中,您会发现多少变异? 这些群落进化的条件或它们自我确立的条件是什么?
安吉尔·里维拉博士是一位微生物学家,他是关于狒狒和人类阴道微生物群落的 研究 的主要作者(他也是 这篇 研究的主要作者,也值得一读)。 事实证明,他的工作地点离我家也很近,他的合作者是我的人类学同事,丽贝卡·斯图姆普夫教授 Rebecca Stumpf 和史蒂文·利教授 Steven Leigh。 因此,对于本系列的第三部分也是最后一部分,我决定采访他,以更多地了解阴道环境的研究,从而了解需要回答哪些问题,以及该领域的研究如何帮助我们改善人类健康。
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您的姓名和职称是什么? 您的研究是关于什么的?
我的名字是安吉尔·J·里维拉。 我是伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校基因组生物学研究所 (IGB) 能源生物科学研究所的博士后研究员,我的博士学位是微生物学。
直到最近,我还是 IGB 宿主微生物系统主题的一部分,我在那里对灵长类动物(特别是狒狒和白眉猴)阴道道的细菌群落结构、每种灵长类宿主之间的差异和相似之处以及与人类的关系(如果有的话)进行了研究。
我们检查了该生态位中存在的细菌群落的不同方面,(1) 在条件被认为是同质的狒狒群落中的群落结构。(2) 人类和狒狒之间的差异,以及 (3) 从未接触过抗生素的宿主体内抗生素耐药基因的存在。
您的论文表明狒狒和人类的阴道微生物群落非常不同。 这在多大程度上是由于内源性 pH 值变化造成的,又有多少是环境差异造成的?
一段时间以来,在考虑“正常”群落结构以及 pH 值变化引起的群落结构变化时,阴道道的酸度和/或碱度变化一直是一个争论点。 您看,这可以被认为是经典的“先有鸡还是先有蛋”的情况。 就人类而言,pH 值低是因为那里有优势细菌存在,还是细菌存在导致 pH 值低? 答案比我们愿意承认的要难以捉摸。 阴道组织细胞可以产生代谢物(酸性化合物),从而降低 pH 值,但是,尚未进行研究来观察组织是否产生足够的代谢物以供某些细菌定殖并用其自身的代谢副产物进一步酸化环境。 我相信有研究人员正在研究这个问题。
pH 值的变化如何影响阴道微生物群落和细菌感染? 还有哪些其他健康影响?
阴道 pH 值代表了抵御不需要的细菌或酵母菌种的第一道防线。 阴道环境的酸性性质阻止了生物体的存活或简单地繁殖。 此外,似乎在女性道内和谐定殖的细菌种类(乳杆菌属)偏爱并维持这种环境。 如果您选择这样看待它,额外的好处是,这些相同的细菌可以提供其他机制来防御其环境(竞争、抗菌化合物等),最终保护宿主免受不必要的感染。
相反,研究人员发现,pH 值的变化可能会为群落转移或失衡奠定基础,而这似乎是阴道道疾病状态的前兆。 女性最常见的疾病之一是细菌性阴道病。 据说这种情况是乳杆菌从优势地位移位并允许其他细菌(主要是厌氧细菌)接管的不平衡的结果。
这种情况发生的一个后果是它对出现早产并发症的孕妇造成的危险。 随着不良细菌占据主导地位,其中一些菌种会向上迁移穿过子宫并在羊水中定殖。 这种情况发生的具体原因尚未阐明,但研究人员正在特别关注其机制。 然而,治疗是可用的。
简而言之,女性应该明智地遵循健康的做法,并尽量避免不必要的扰动(阴道冲洗、香味浓郁的卫生用品或其他刺激性化学物质),这些扰动可能会增加她们发生感染的可能性。
告诉我一件您目前正在做的令人兴奋的新事物。
我目前正在对一份手稿进行最后的润色,该手稿报告了狒狒和白眉猴之间的微生物群落比较。 在我们之前的研究中,我们发现狒狒和人类的微生物群落存在显着差异。 我们认为这可能是人类和狒狒之间进化距离的结果,因为它们在大约 2500 万年前发生分歧。 如果系统发育距离解释了阴道微生物群的差异,那么具有更近共同祖先的灵长类动物应该具有更相似的细菌群落。 我们发现,尽管白眉猴和狒狒在进化上密切相关,但它们的阴道微生物群落却大相径庭。 即使白眉猴和狒狒的阴道微生物群落之间存在显着差异,但这两种猴子的阴道菌群仍然比它们与人类相比更相似。
我认为做这个思想实验很有趣。 如果我们退后一步,追溯人科动物的谱系,然后尝试表征谱系的每个或某些步骤,也许我们可以看到可能提供微生物-人类共同进化图景的趋势。
您认为人们还应该了解哪些关于阴道 pH 值和微生物群落的知识?
正如我之前提到的,阴道道上皮细胞确实会产生酸性物质,为那些喜欢这种环境并进一步酸化环境的细菌奠定基础。 有人认为,低 pH 值可以防止不需要的微生物建立优势地位并引起不利影响。 甚至有一些报告声称,如果将条件维持在低 pH 值并且某些细菌种类(乳杆菌)在阴道道群落中占优势,则可以阻止病毒感染(HIV)。 我们对阴道道 pH 值及其与女性“正常”或“健康”状态的关系的具体细节仍然知之甚少。
至于微生物群落,它们对人类的发育、功能和健康有深远的影响。 从我们出生到我们停止存在的时刻,微生物都伴随着我们。 我认为重要的是,人们要理解这一点,甚至要考虑到我们的微生物可以成为个人生理指标。 如果可以的话,可以说是另一套指纹。 让我提供一些例子
最近的研究告诉我们,微生物结构可能因不同种族而异。 白人女性的群落以乳杆菌属细菌为主。 然而,黑人女性,尤其是西班牙裔女性,可能具有完全不同的结构,其中乳杆菌不是优势生物,但她们仍被认为是具有“健康”的阴道道。
在我们自己对狒狒的研究中,我们发现即使环境、饮食和生活方式非常相似(圈养群体),它们的阴道群落也表现出差异。 这在人类中也观察到。 事实上,自 60 年代和 70 年代以来,就已经有关于这些观察结果的报道,但直到现在我们才拥有技术来更准确地证实这些发现。 有趣的是,大多数(如果不是全部)这些研究都是在采集样本时微生物群落的快照,这让我们相信这些群落是相对不变的。 我想指出的是,任何环境中的细菌群落都相当活跃。 在像阴道道这样的生态位中尤其如此,在女性一生中会发生大量的扰动(月经、激素模式、性活动、阴道冲洗等)。
纵向研究正在进行中,初步结果告诉我们,几乎所有女性的阴道群落都是动态的,并且物种的相对丰度会随着时间的推移而发生显着变化。
感谢里维拉博士抽出时间!