近日，卢森堡系统生物医学中心的团队，在npj biofilms and microbiomes上发表“Human gut microbiome gene co-expression network reveals a loss in taxonomic and functional diversity in Parkinson’s disease”的研究论文，采用加权基因共表达网络分析（WGCNA），结合宏基因组学（MG）和宏转录组学（MT），通过基因共表达网络揭示PD中微生物功能和分类多样性的变化，阐明了肠道微生物群失调的生态和功能机制。

研究发现如下：

1、微生物转录活性与疾病状态相关

研究表明，帕金森病（PD）患者体内Blautia、Roseburia等菌属的微生物转录活性（MTA）出现显著降低，且整体基因表达多样性（tDGE）亦呈下降态势。主成分分析结果显示，两组样本的微生物转录活性谱（MTA）存在显著分离（拟合优度 = 0.02），这表明微生物转录调控紊乱或许是帕金森病（PD）的一项潜在生物标志物。

2、基因共表达网络揭示模块特异性

构建包含4,789个基因的共表达网络后，成功鉴定出17个功能模块。其中，4个模块与健康状态显著相关（如M13，富含鞭毛组装基因），5个模块与PD相关（如M3，富含甘油酯代谢基因）。通过拓扑分析发现，健康相关模块具有更高的连接度和基因多样性，而PD相关模块则显示出功能碎片化的特点。

3、枢纽基因的生态意义

帕金森病（PD）患者中，95%的枢纽基因聚集于健康相关模块，涵盖细菌微区室（BMCs）的pdu/eut操纵子及多糖转运体togBMNA等重要功能基因。这些基因在PD患者中的表达显著降低，尤其是在Blautia massiliensis与Faecalibacterium prausnitzii等菌种中（q<0.05）。关于牙周炎与帕金森病差异共表达基因的筛选和验证研究同样表明，枢纽基因在帕金森病中的表达改变或许与疾病的发生发展进程相关。值得关注的是，PD患者中BMCs与鞭毛组装（FA）基因的表达显示出强相关性（Spearman R>0.8），这可能意味着跨菌种互作网络的破坏。

综上所述，该研究从系统生态学角度出发，展示了PD肠道微生物组的三重瓦解：枢纽功能基因的缺失、跨菌种代谢合作的中断以及表达多样性的减少。尤其是BMCs与FA通路的相关性发现，为理解微生物“肠－脑轴”调控机制提供了新思路。后续研究可围绕Blautia等关键菌属制定精准干预方案，通过功能菌群移植（FMT）或代谢产物补充，恢复肠道生态系统的平衡。该研究为帕金森病（PD）的早期诊断提供了潜在的微生物标志物，并为神经退行性疾病微生态治疗开辟了新方向。未来，需要借助纵向研究和干预实验验证这些功能变化的因果关系，并深入探索利用微生物群功能重建来治疗帕金森病（PD）的方法。

参考资料：Villette, R., Novikova, P.V., Laczny, C.C.et al.Human gut microbiome gene co-expression network reveals a loss in taxonomic and functional diversity in Parkinson’s disease. npj Biofilms Microbiomes 11, 142 (2025).