NC:口服避孕药居然可减少阴道炎症发生、降低HIV感染风险

2020
11/18

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华中农大CX / 生命科学前沿
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口服避孕药(COC)避孕可显著改善阴道微生物菌群和细胞因子,减少炎症发生,进而降低HIV感染风险。

本文转载自生命科学前沿,转载请联系原作者。

11月4日,南非开普敦大学、美国华盛顿弗雷德·哈钦森癌症研究中心、劳伦斯伯克利国家实验室、加州大学伯克利分校、南非国家传染病研究所、美国埃默里大学、美国耶克斯国家灵长类动物研究中心、南非国家卫生实验室、美国西雅图儿童研究所与美国华盛顿大学共同完成南非青少年女性阴道微生物菌群和细胞因子大型数据集研究,阐述了:

口服避孕药(COC)避孕可显著改善阴道微生物菌群和细胞因子,减少炎症发生,进而降低HIV感染风险。相关研究成果发表在Nature Communications。

撒哈拉以南非洲地区的年轻妇女受到艾滋病毒感染和意外怀孕的影响尤其严重。而使用激素避孕药(hormonal contraceptive, HC)可能会通过改变生殖道微生物群和炎性细胞因子而影响HIV感染风险。为探究其中的关系,实验人员随机挑选了130名15-19岁的HIV阴性青少年女性进行研究,比较了接受性和避孕药作为预防HIV方法对阴道微生物菌群和炎性细胞因子富集的不同。

研究内容

研究人员首先将参与者随机分为注射炔诺酮庚酸酯(Net-En)组(以下简称注射组)、口服避孕药(COC)组和依托孕甾醇/炔雌醇的避孕阴道环(CCVR)组(以下简称避孕阴道环组),共持续16周,然后HC进行16周。在实验初期,交叉点和结束时收集宫颈阴道样品,以表征微生物群并测量细胞因子水平(主要数据包括宫颈T细胞活化,阴道微生物多样性和细胞因子浓度)。

与注射组或避孕阴道环组相比,随机分配到口服避孕药COC组的青少年的阴道微生物多样性较低,并且与HIV风险相关的分类丰富度也较低。与口服避孕药COC和注射组Net-En相比,随机分配到避孕阴道环CCVR组的青少年宫颈阴道炎性细胞因子浓度显着更高。

这表明,使用COC可通过减少细菌多样性和炎性类群来诱导最佳的阴道生态系统,而CCVR的使用与生殖器炎症疾病的发生密切相关。

科研人员在所有受访的130位青少年中共采集到329个阴道侧壁样本,其中有319个样本通过了测序和质量控制。据此,共确定了三种主要的微生物群落状态类型(community-state types, CSTs)。

最常见的是四型微生物菌落CST-IV(n = 145,45.5%),其中包括各种厌氧菌,最丰富的是阴道加德纳菌(Gardnerella vaginalis),属于非常丰富的微生物菌落形态。而I型CST-I和III型CST-III微生物菌落形态属于低多样性,分别由crisperatus(n = 76,23.8%)和L. iners(n = 98,30.7%)主导。

大部分具有四型微生物菌落形态CST-IV的青少年经检测显示细菌性阴道炎(bacterial vaginosis,BV)阳性(n = 126,86.9%),而具有I型CST-I和III型CST-III微生物菌落形态的青少年大部分BV阴性( n = 73,96.1%和n = 84,85.7%)。与在北美进行的研究相比,南非青少年女性阴道群落类型不包括II型CST-II和V型CST-V。

随着实验的不断进行(16周以后),科研人员发现阴道微生物菌落形态CST分布出现微生物菌群转换的现象且各组间差异显着(P = 0.029)。从组间差异性分析,注射Net-En组和避孕阴道环CCVR组之间存在差异(P = 0.080),但没有证据表明口服避孕药COC组和阴道避孕环CCVR组之间存在差异(P = 0.479)。

组内菌群差异性分析显示,口服避孕药COC组的参与者中从I型微生物菌落形态CST-I或四型微生物菌落形态CST-IV过渡到III型微生物菌落形态CST-III的比例很高(分别为43%和35%),而最初处于CST-III的大多数参与者保持稳定(67 %)。避孕阴道环CCVR组的参与者中,四型微生物菌落形态CST-IV有67%保持了CST-IV,而I型微生物菌落形态CST-I或III型微生物菌落形态CST-III的参与者中分别有30%和33%过渡到了四型微生物菌落形态CST-IV。研究人员还发现,Net-En注射小组的参与者相对稳定,没有发生I型微生物菌落形态CST-1的过渡,并且四型微生物菌落形态CST-IV的参与者中有72%没有发生转换。但是,在最初时拥有III型微生物菌落形态CST-III菌群的Net-En注射组中没有一个参与者保持这样的状态:57%的人转换为I型微生物菌落形态CST-I,43%的人转换为四型微生物菌落形态CST-IV。

那么,肠道菌群的改变是否影响到阴道细胞因子,甚至是影响到HIV感染的风险呢?为此,科研人员在宫颈阴道分泌物中共检测了15种细胞因子(有13种是可靠检测)。包括与HIV风险相关的炎性细胞因子白介素(IL)-1β,IL-6,IFN-γ和TNF-α,可溶性CD40配体(sCD40L)和Th17细胞因子(Th17细胞已被确定为非人类灵长类动物在阴道传播过程中病毒复制的关键靶细胞)。

科研人员发现,与HIV易感性增加相关的标准(如帕尔马莫纳氏菌,细小支原体,解构双歧杆菌,人支原体和呼吸困难症)与几种炎性细胞因子(补体)的浓度呈正相关。总体数据分析表明,Net-En注射组和避孕阴道环CCVR组均比口服避孕药COC组具有更高的与炎症相关的细胞因子丰度,且炎症分析中避孕阴道环CCVR组最高。这表明避孕阴道环CCRV可能有更高的HIV感染风险,而口服避孕药COC通过阴道内正常的细胞因子内环境降低了HIV感染的风险。同时,研究人员还发现,口服避孕药COC组或Net-En注射组中测得的细胞因子水平没有显着变化。

但是,IL-1β,IL-6,IL-21,IL-33,TNF-α和IFN-γ的水平显着增加,这在一定程度上可抵抗HIV病毒感染的风险。在使用避孕阴道环CCVR组的青少年与使用口服避孕药COC组的青少年相比,七种细胞因子(IL-1β,IL-6,IL-17A,IL-21,IL-25和TNF-α)显着升高。这表明避孕阴道环CCVR可引起强烈的阴道炎症。

结论

不难发现,与Net-En注射组或避孕阴道环CCRV组相比,口服避孕药COC的青少年的阴道微生物多样性较低,并且与HIV风险相关的细胞因子表达也较低,这在一定程度上维持了阴道内环境的稳态,不易被病毒所攻击。

而避孕阴道环CCVR组的青少年阴道炎性细胞因子浓度显着更高,患阴道炎性疾病的几率大大增加。总之,使用口服避孕药COC可通过减少细菌多样性和炎性细胞因子类群来诱导最佳的阴道生态系统,而避孕阴道环CCVR的使用与生殖器炎症疾病的发生密切相关。

 

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关键词:
口服避孕药,阴道微生物,HIV

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