導讀

近日，南京醫(yī)科大學附屬淮安市第一人民醫(yī)院呼吸與危重癥醫(yī)學科與迪飛醫(yī)學合作，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的關系，對AECOPD患者的個性化治療有一定的指導意義。

研究背景

COPD主要是一種與吸煙相關的異質性疾病，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)、疾病進展和治療反應均存在顯著異質性，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、治療反應和預后有關。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重程度和頻率有關。然而，關于肺氣腫表型(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)計學意義。

結果表明，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特的微生物共生網(wǎng)絡。

Candidatus Saccharibacteria oral taxon TM7x和壞死梭桿菌分別是ACO和E共生網(wǎng)絡的核心節(jié)點。它們與一些物種呈正相關，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。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；不同的顏色代表不同的微生物群，相同的顏色表示同一門；紫色和藍色的線分別表示共現(xiàn)和互斥。

細菌分類與臨床指標的相關性分析

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

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在COPD的發(fā)生發(fā)展中起關鍵作用，研究推測B+E中該細菌的增加與COPD炎癥的增加有關。產(chǎn)黑色素普雷沃氏菌與年齡、外周血中性粒細胞比率和NLR呈負相關，提示該菌可能是有益菌，在AECOPD中具有抗炎作用。

圖5. 痰中細菌分類與臨床指標的相關性分析。紅、綠點分別代表臨床指標和細菌分類群。紅、藍邊分別表示痰液細菌分類群與臨床指標呈正相關和負相關 (*、**分別表示P＜0.05和0.01)。

總結

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的關系，探討了微生物群與AECOPD炎癥的關系。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的特定細菌分類群來改變患者的預后，對個體化治療有一定指導意義。