導(dǎo)讀

近日，南京醫(yī)科大學(xué)附屬淮安市第一人民醫(yī)院呼吸與危重癥醫(yī)學(xué)科與迪飛醫(yī)學(xué)合作，在Microbial Pathogenesis（IF=3.8）發(fā)表了一篇急性加重期間不同表型慢性阻塞性肺疾?。╟hronic obstructive pulmonary disease, COPD）患者痰液微生物菌群的分析研究。

本研究收集了29例不同表型急性加重的慢性阻塞性肺疾病 （acute exacerbations of COPD, AECOPD）患者治療前的痰液樣本，利用mNGS技術(shù)分析痰液微生物菌群的差異，并探討痰液微生物菌群與急性加重期患者臨床指標(biāo)的關(guān)系，對AECOPD患者的個性化治療有一定的指導(dǎo)意義。

研究背景

COPD主要是一種與吸煙相關(guān)的異質(zhì)性疾病，其特征是慢性呼吸道癥狀和持續(xù)的氣流受限。在中國，COPD是導(dǎo)致壽命損失的五大原因之一。AECOPD是指呼吸道癥狀加重，通常伴有局部或全身炎癥加重，而導(dǎo)致的肺功能下降和死亡率增加。

COPD患者的臨床表現(xiàn)、疾病進(jìn)展和治療反應(yīng)均存在顯著異質(zhì)性，受生物基因型和環(huán)境因素的影響。COPD表型是一種或多種疾病的綜合特征，與臨床癥狀、治療反應(yīng)和預(yù)后有關(guān)。這使得識別不同表型的COPD患者之間的差異并開發(fā)更個性化的治療方法成為可能。

多項研究表明，COPD患者肺部微生物菌群變化與病情惡化的嚴(yán)重程度和頻率有關(guān)。然而，關(guān)于肺氣腫表型(emphysema phenotype, E)、慢性支氣管炎伴肺氣腫表型(chronic bronchitis with emphysema phenotype, B+E)和哮喘-COPD重疊表型(asthma-COPD overlap phenotype, ACO)的AECOPD患者之間痰微生物菌群差異的研究較少。

本研究納入29例經(jīng)歷AECOPD的患者，根據(jù)COPD表型不同，將患者分為E、B+E和ACO三組，利用mNGS技術(shù)檢測并分析不同表型AECOPD患者的微生物菌群特征。

痰液微生物群的分布和多樣性

痰液微生物群的分布和多樣性

通過比較三組不同表型的AECOPD患者的菌群組成和多樣性差異發(fā)現(xiàn)，在急性加重期間，三組患者的微生物菌群組成相似。

痰液中最豐富的門是厚壁菌門、放線菌門和變形菌門；主要屬有羅氏菌屬、鏈球菌屬、放線菌屬；主要菌種則有粘滑羅氏菌、齲齒放線菌、干燥奈瑟菌等。三組間α多樣性和β多樣性無顯著差異。

圖1  三組痰液微生物菌群在種水平上的分布

圖2  三組痰液微生物菌群的β多樣性

組間高豐度差異物種

三組患者痰中菌群門、屬水平差異均無統(tǒng)計學(xué)意義。

結(jié)果表明，在門水平上， B+E組放線菌的相對豐度與其他組相比有小幅的增加但無顯著性差異；在屬水平上，ACO中乳桿菌和鏈球菌的相對豐度較其他組略有增加、B+E組羅氏菌的相對豐度較其他兩組增加。在物種水平上，除ACO組緩癥鏈球菌相對豐度較其他組顯著增加，其余B+E組血鏈球菌和粘滑羅氏菌的相對豐度較其他組略有增加、E組流感嗜血桿菌的相對豐度也較其他組有所增加，但均無顯著性差異。

圖3 三組痰中微生物菌群在種水平上的相對豐度差異(*表示P＜0.05)

組間微生物菌群的交互作用

研究發(fā)現(xiàn)B+E、E和ACO組在物種水平上具有獨(dú)特的微生物共生網(wǎng)絡(luò)。

Candidatus Saccharibacteria oral taxon TM7x和壞死梭桿菌分別是ACO和E共生網(wǎng)絡(luò)的核心節(jié)點(diǎn)。它們與一些物種呈正相關(guān)，并發(fā)揮協(xié)同作用。在B+E中，流感嗜血桿菌和肺炎克雷伯菌具有協(xié)同作用。此外，還發(fā)現(xiàn)一些物種在不同表型之間分別起到協(xié)同或拮抗作用。

圖4  三組間物種水平上的微生物網(wǎng)絡(luò)。三個幾何圖形代表三組中的物種。正方形代表B+E，三角形代表E組，圓形代表ACO組。每個幾何圖形的面積與微生物菌群的相對豐度有關(guān)；不同的顏色代表不同的微生物群，相同的顏色表示同一門；紫色和藍(lán)色的線分別表示共現(xiàn)和互斥。

細(xì)菌分類與臨床指標(biāo)的相關(guān)性分析

Spearman相關(guān)性分析顯示，血鏈球菌的相對豐度與外周血中性粒細(xì)胞比率和NLR呈正相關(guān)。

血鏈球菌是正?？谇痪褐? 但病原菌定殖或菌群失衡引起的炎癥反應(yīng)在COPD的發(fā)生發(fā)展中起關(guān)鍵作用，研究推測B+E中該細(xì)菌的增加與COPD炎癥的增加有關(guān)。產(chǎn)黑色素普雷沃氏菌與年齡、外周血中性粒細(xì)胞比率和NLR呈負(fù)相關(guān)，提示該菌可能是有益菌，在AECOPD中具有抗炎作用。

圖5. 痰中細(xì)菌分類與臨床指標(biāo)的相關(guān)性分析。紅、綠點(diǎn)分別代表臨床指標(biāo)和細(xì)菌分類群。紅、藍(lán)邊分別表示痰液細(xì)菌分類群與臨床指標(biāo)呈正相關(guān)和負(fù)相關(guān) (*、**分別表示P＜0.05和0.01)。

總結(jié)

該研究首次分析了不同表型AECOPD患者痰中微生物菌群及其與臨床指標(biāo)的關(guān)系，探討了微生物群與AECOPD炎癥的關(guān)系。這些發(fā)現(xiàn)將有助于在未來的研究中通過抑制與炎癥相關(guān)的特定細(xì)菌分類群來改變患者的預(yù)后，對個體化治療有一定指導(dǎo)意義。