Gut microbiome-disease associations revealed by large-scale Mendelian randomization analyses

मानव शरीर के भीतर, आंतों में सूक्ष्म जीवन का एक विशाल और हलचल भरा पारिस्थितिकी तंत्र निवास करता है। ये खरबों बैक्टीरिया, कवक और वायरस केवल भोजन पचाने में ही मदद नहीं करते हैं; वे प्रतिरक्षा प्रणाली और चयापचय के साथ निरंतर अंतःक्रिया करते हैं, और ऐसे संकेत भेजते हैं जो हृदय, मस्तिष्क और जोड़ों तक पहुँच सकते हैं। वर्षों से, वैज्ञानिकों ने हमारी आंतों में रहने वाले सूक्ष्मजीवों के प्रकारों और हृदय रोग, मधुमेह और कैंसर जैसी गंभीर बीमारियों के विकास के बीच संबंधों को देखा है। हालाँकि, एक संबंध को देखना, कारण और प्रभाव को सिद्ध करने के समान नहीं है। यह बताना कठिन है कि क्या आंत के बैक्टीरिया में परिवर्तन किसी बीमारी का कारण बनता है, या क्या वह बीमारी स्वयं, आहार और दवा जैसे कारकों के साथ मिलकर, बैक्टीरिया के समुदाय को नया रूप देती है। इस भ्रम को दूर करने के लिए, शोधकर्ताओं ने एक ऐसी विधि की ओर रुख किया जो मानव आनुवंशिकी का उपयोग एक प्राकृतिक प्रयोग के रूप में करती है। क्योंकि हमारे माता-पिता से विरासत में मिले आनुवंशिक वेरिएंट गर्भधारण के समय यादृच्छिक रूप से निर्धारित होते हैं, वे अपरिवणीय मार्कर के रूप में कार्य करते हैं जो वैज्ञानिकों को यह निर्धारित करने में मदद कर सकते हैं कि क्या एक विशिष्ट लक्षण, जैसे कि एक विशेष प्रकार का आंत का बैक्टीरिया, वास्तव में स्वास्थ्य परिणाम को संचालित करता है, जो जीवनशैली और पर्यावरण के सामान्य विकर्षणों से मुक्त हो।

चोंगकिंग मेडिकल यूनिवर्सिटी के शोधकर्ताओं की एक टीम ने हाल ही में इस आनुवंशिक दृष्टिकोण को मानव रोग और आंत के सूक्ष्मजीवों के बीच संबंध को मैप करने के लिए बड़े पैमाने पर लागू किया। उन्होंने आंत के बैक्टीरिया के चार बड़े अध्ययनों से प्राप्त डेटा को संयोजित किया, जिसमें दसियों हज़ार लोग शामिल थे, और लगभग 5,000 विभिन्न रोगों की आनुवंशिक जानकारी को भी इसमें जोड़ा। यह विश्लेषण करके कि विशिष्ट सूक्ष्मजीवों से जुड़े आनुवंशिक वेरिएंट भी रोग के जोखिमों के साथ कैसे सह-संबंधित थे, वे 1,943 संभावित कारण संबंधों की पहचान करने में सक्षम रहे। यह कार्य केवल अवलोकन से आगे बढ़कर यह सुझाव देता है कि कौन से सूक्ष्मजीव सक्रिय रूप से विशिष्ट स्थितियों के विकास में योगदान दे सकते हैं। अध्ययन में पाया गया कि ये संबंध यादृच्छिक नहीं हैं; इसके बजाय, बैक्टीरिया के कुछ समूह विशिष्ट प्रकार के रोगों से जुड़े हुए प्रतीत होते हैं। उदाहरण के लिए, बर्कहोल्डेरिएल्स (Burkholderiales) समूह के बैक्टीरिया लगातार इस्केमिक हृदय रोग के कम जोखिम से जुड़े पाए गए, जबकि अन्य समूहों ने मानसिक स्वास्थ्य विकारों या मस्कुलोस्केलेटल (कंकाल संबंधी) समस्याओं के साथ मजबूत संबंध दिखाए।

शोधकर्ताओं ने केवल इन संबंधों की पहचान करने पर ही नहीं रोका; उन्होंने यह भी जांचा कि क्या बैक्टीरिया और रोगों के लिए आनुवंशिक संकेत मानव जीनोम के एक ही स्थान से आते हैं, जो एक साझा जैविक कारण के मामले को मजबूत करेगा। उन्होंने 58 ऐसे उदाहरण पाए जहाँ एक सूक्ष्मजीव और एक रोग के लिए आनुवंशिक साक्ष्य महत्वपूर्ण रूप से ओवरलैप होते हैं, जो यह सुझाव देते हैं कि वही आनुवंशिक क्षेत्र दोनों को प्रभावित करता है। इसके अलावा, उन्होंने उन रासायनिक मार्गों की खोज की जो इन प्रभावों को ले जा सकते हैं। उन्होंने रक्त में यात्रा करने वाले रासायनिक पदार्थों, यानी सर्कुलेटिंग मेटाबोलाइट्स (circulating metabolites) को देखा, ताकि यह पता लगाया जा सके कि क्या वे गट (आंत) और रोग के बीच एक सेतु के रूप में कार्य करते हैं। एक प्रमुख निष्कर्ष रक्त में वसा ले जाने वाले कणों के एक विशिष्ट प्रकार, जिसे इंटरमीडिएट-डेंसिटी लिपोप्रोटीन (intermediate-density lipoprotein) कहा जाता है, में पाए जाने वाले ट्राइग्लिसराइड्स के संबंध में सामने आया। विश्लेषण ने सुझाव दिया कि यह विशिष्ट वसा अणु अक्सर एक मध्यस्थ के रूप में कार्य करता है, जो कुछ आंत के बैक्टीरिया के प्रभाव को हृदय तक ले जाता है। विशेष रूप रूप से, अध्ययन ने एक ऐसे मार्ग पर प्रकाश डाला जहाँ बर्कहोल्डेरिएल्स समूह के बैक्टीरिया अक्सर इन ट्राइग्लिसराइड्स के स्तर को प्रभावित करते हैं, जो बदले में इस्केमिक कार्डियोवैस्कुलर रोग के जोखिम को प्रभावित करता है।

अध्ययन में यह भी जांचा गया कि बैक्टीरिया के विभिन्न प्रकार शरीर की विभिन्न प्रणालियों से कैसे संबंधित हैं। उन्होंने पाया कि बैक्टीरॉइडोटा (Bacteroidota) समूह से संबंधित बैक्टीरिया अक्सर मानसिक और व्यवहार संबंधी विकारों से जुड़े होते हैं, जबकि आइजनबर्गेला (Eisenbergiella) से संबंधित बैक्टीरिया मस्कुलोस्केलेटल स्थितियों से जुड़े होते हैं। कैंसर के क्षेत्र में, शोधकर्ताओं ने पाया कि कुछ बैक्टीरिया ट्यूमर के विभिन्न प्रकारों के बढ़ते और घटते दोनों जोखिमों से जुड़े थे, जो यह दर्शाता है कि यह संबंध जटिल है और बैक्टीरिया के विशिष्ट प्रकार और विशिष्ट रोग पर बहुत अधिक निर्भर करता है। उदाहरण के लिए, जबकि कुछ बैक्टीरिया कोलोरेक्टल कैंसर के उच्च जोखिम से जुड़े थे, अन्य एसोफेगल (ग्रासनली) कैंसर के कम जोखिम से जुड़े थे। शोधकर्ताओं ने यह सुनिश्चित करने के लिए सावधानी बरती कि रोग बैक्टीरिया में होने वाले परिवर्तनों का कारण न हों, क्योंकि उनके रिवर्स विश्लेषण ने कोई महत्वपूर्ण साक्ष्य नहीं पाया कि रोगों ने प्रारंभिक निष्कर्षों की व्याख्या करने के तरीके से आंत के माइक्रोबायोम को बदला था।

इन आनुवंशिक निष्कर्षों की मजबूती के बावजूद, लेखक इस बात पर जोर देते हैं कि यह कार्य अंतिम निदान के बजाय संभावित कारणों का एक मानचित्र प्रदान करता है। अध्ययन सुझाव देता है कि आंत के बैक्टीरिया की विशिष्ट वंशावलियाँ साझा आनुवंशिक संरचना और चयापचय मार्गों के माध्यम से रोग की संवेदनशीलता में योगदान दे सकती हैं, लेकिन यह यह सिद्ध नहीं करता कि इन बैक्टीरिया को बदलने से रोगों को ठीक या रोका जा सकता है। गट और हृदय के बीच का संबंध, जो इंटरमीडिएट-डेंसिटी लिपोप्रोटीन में ट्राइग्लिसराइड्स द्वारा संचालित होता है, एक विशेष रूप से आशाजनक संकेत है। यह विशिष्ट मार्ग, जिसमें बर्कहोल्डेरिएल्स बैक्टीरिया और हृदय रोग शामिल है, सटीक जैविक तंत्र को समझने के लिए प्रयोगशाला और नैदानिक सेटिंग्स में आगे की जांच की मांग करता है। आनुवंशिक डेटा को चयापचय संबंधी जानकारी के साथ एकीकृत करके, यह शोध इस बात का एक स्पष्ट और व्यवस्थित दृष्टिकोण प्रदान करता है कि कैसे हमारे गट के भीतर की अदृश्य दुनिया पूरे शरीर के स्वास्थ्य को आकार दे सकती है, जो भविष्य के अध्ययनों के लिए एक आधार प्रदान करता है जो एक दिन जटिल रोगों को रोकने या उपचार करने के नए तरीके विकसित कर सकते हैं।