人类肺微生物组综述

微生物学习笔记

Posted by zd200572 on February 3, 2018

1.原标题:焦磷酸测序分析发现囊性纤维化患者肺部微生物组的改变与肺部功能严重下降相关

① 慢性呼吸道感染是囊性纤维化的标志性特征; ② 对囊性纤维化患者唾液样品16s rRNA进行测序; ③ 患者被分为肺功能下降(SD)组及肺功能稳定(S)组; ④ 两组肺部微生物组成不同,SD组异质性更高,S组恢复力更高; ⑤ 假单胞菌属与其他囊性纤维化呼吸道微生物互相拮抗。

http://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0156807

2.肺部微生物组决定你的健康

近年来,肺部微生物组对呼吸道健康的重要性逐渐受到了科学家们的重视。The Scientist杂志特别撰文介绍了这一领域的最新进展。

如果将人类的消化系统看作是从口腔延伸至胃和肠道的一条河流,那么肺就是河流旁的湖泊,常常被湍急的水流波及,密歇根大学的Gary Huffnagle说。Huffnagle研究肺部菌群已经有十年了,“持续有来自于口腔的细菌流入肺部,”他说。但肺也可以通过纤毛活动和咳嗽将细菌向外排出,这使肺部的微生物组成为一个动态的社群。”

人们曾经认为肺部没受到感染时是无菌的。然而近十年来越来越多的证据表明,尽管规模比口腔和肠道小得多,但健康肺部也存在着常驻菌群。许多研究将肺部微生物组的改变与慢性肺病的发展关联起来,例如囊性纤维化CF或慢性阻塞性肺病COPD。不过,肺部微生物组与疾病的复杂关系还有待阐明。

健康肺部的表面是一个动态的环境。来自口鼻的残渣和微生物不断进入这一呼吸器官,而支气管的纤毛细胞能通过有节奏的运动,去除这些残渣和入侵的细菌,肺泡巨噬细胞也在时刻准备着摧毁不受欢迎的来客。

肺部微生物组研究一开始引起了诸多质疑,纽约大学的Leopoldo Segal说。最常见的质疑是,认为肺部很可能只是被口腔微生物污染了。后来,不同团队一再证实有些细菌本身就生活在健康肺部,人们才逐渐接受肺部特异性微生物组的概念。

肺部微生物组比口腔微生物组的密度少大约一千倍,Huffnagle说。这主要是因为肺部缺少适宜细菌生活的粘膜。Huffnagle和同事今年三月在The Lancet Respiratory Medicine上发表综述指出,肺部就像是南太平洋,细菌聚集而成的小岛点缀其间。文章指出,肺部微生物组似乎源自于口腔微生物组,这些细菌能够在肺部的特殊环境下生存。而健康肺部最常见的细菌为链球菌、Prevotella和Veillonella。

肺部微生物组与疾病

近来研究显示,慢性肺病与肺部微生物组受到干扰有关。2012年密歇根大学的John LiPuma在PNAS杂志上发表文章,为人们展现了CF患者肺部样本的培养结果。研究人员发现,随着患者的疾病发展,他们肺部的微生物组多样性降低,而微生物的总密度保持不变。研究认为这种改变是抗生素造成的,抗生素治疗通常是CF患者所必须的。“我们并不是说抗生素有害,”LiPuma说。“这项研究提出的问题是,CF中的抗生素是否在某个临界点背叛了人类。”

据Segal介绍,有一系列研究表明肺部感染往往伴随着微生物组的改变,只是人们还不清楚这些变化的发生机制和后果。还有研究指出,肺部的微生物组改变与HIV或哮喘有关。

2013年肺部HIV微生物组计划的成员在《美国呼吸与重症医学杂志》杂志上发表了一个出人意料的发现,与不吸烟的健康人相比,健康吸烟者的肺部微生物组并没有出现显著差异。肺部HIV微生物组计划旨在研究健康肺部的微生物组,并在此基础上分析HIV感染者肺部发生的改变。

目前,还很少有人研究肺炎、流感或肺结核对肺部微生物组的影响。这一领域的发展比肠道微生物组研究落后了10到15年,加州大学旧金山医学中心的Yvonne Huang说。

(原文标题:肺部微生物组决定你的健康)

3.微生物组竟然影响肺脏疾病?

来源: 生物谷

虽然微生物组与消化道健康的关系在近年来被研究的很多,但其与肺脏疾病之间的相关性则知道的很少。

Patricia称这是一个被错过的机会。

“微生物组是机体内由好的细菌与坏的细菌共同组成的生态系统”,来自芝加哥大学医学院的教授Finn说道:“由于我们的肺脏能够不断地、自动地与外界发生气体交换,因此环境中的很多物质能够轻易进入机体中。肺脏微生物的稳态对于许多呼吸道症状都有作用”。

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(Patricia Finn博士,图片来源:UIC)

Finn等人最近的研究成果表明肠道的微生物对于哮喘的症状严重程度以及对于治疗的反应能力具有重要的作用。

哮喘是肺脏呼吸道的一种慢性疾病,表现为呼吸道的肿胀与缩窄,导致气体难以进出肺脏。由于哮喘患者往往呼吸道出现炎症反应,因此会表现出很多不同的症状,包括呼吸短促,咳嗽、喘息以及胸腔紧张等。

从一些临床症状相似的哮喘患者中,作者通过检测微生物组以及呼吸道炎症反应鉴定出了两类表型。

“这一结果告诉我们微生物组对人体的影响超出了肠道的范畴,而且它是诊断哮喘的潜在生物标志物”,来自UIC的医学院教授David Perkins说道。

这两类表型,分别被称为哮喘I型与哮喘II型(AP1, AP2),主要区别在于费在那个微生物的组成的差异。通过比较,这两类患者的肺脏功能也存在较大的区别。

与AP1相关的是哮喘严重程度较弱的表现型,其中Th细胞因子分泌数量较低而肠菌科细菌的数量较高,肺脏功能相对正常;AP2则伴随着促炎性因子的水平的上升以及口腔肺炎链球菌数量的上升,患者表现出较差的肺脏功能。

“这些数据表明我们需要进一步对微生物组进行研究,进而开发出更加个体化的治疗哮喘患者的方法”,相关结果发表在最近一期的《PLOS ONE》杂志上。(生物谷 Bioon.com)

资讯出处:New asthma biomarkers identified from lung bacteria

原始出处:Benjamin A. Turturice et al,Atopic asthmatic immune phenotypes associated with airway microbiota and airway obstruction,PLOS ONE(2017). DOI: 10.1371/journal.pone.0184566

# 4.李为民教授:呼吸道微生物组学研究进展丨CTS2017

2017-09-26 来源:医脉通 我要投稿

CTS2017 呼吸道微生物组 李为民

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由中华医学会、中华医学会呼吸病学分会主办的中华医学会呼吸病学年会-2017(第十八次全国呼吸病学学术会议)(CTS)于2017年9月21-24日在福建省福州市海峡国际会展中心召开。会议期间,四川大学华西医院院长李为民教授就《呼吸道微生物组学研究进展》进行了精彩讲座。

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2001年Joshua Lederberg教授提出了微生物组学的概念,指人体中共生、寄生或者致病性的微生物群落总体。是与蛋白质组学、代谢组学、基因组学一样的组学概念。微生物组学研究发展历史经历了从显微镜时代到测序时代的发展。2016年,美国启动“国家微生物组计划”(NMI),我国上海交通大学赵立平教授等提出“中华民族人体微生物组计划”。 新生儿呼吸道存在微生物吗? 一项研究对9名母亲(4名阴道分娩,5名剖腹产),生产前在皮肤、口腔、鼻咽部取样,10名新生儿出生后5分钟,24 h分别进行取样,结果显示,剖腹产婴儿微生态与母亲阴道一致,顺产婴儿微生态与母亲皮肤一致。 健康成人下呼吸道存在微生物吗? 研究证实,健康成人下呼吸道存在微生物,且微生物种类多种多样,如细菌“门”类有:拟杆菌门、厚壁菌门、防线菌门及梭杆菌门。细菌属类有:普氏菌属、韦永氏球菌氏、链球菌属及假单胞菌属。 健康人上下呼吸道微生物组学有差异吗? 健康人下呼吸道细菌种类和上呼吸道最为相似,但是相对丰度略有差别。以“门”为分类起点,健康人的下呼吸道细菌门类主要包括:拟杆菌门、厚壁菌门及变形菌门。最主要的细菌属类包括普氏菌属、韦永氏球菌属、链球菌属及假单胞菌属。 下呼吸道不同部位微生态有差异吗? 一项研究对15名健康人肺部5个不同部位采用保护毛刷与支气管肺泡灌洗取样,结果显示,不同部位肺生物组学无差异。结果显示不同部位肺微生物组学无差异。 吸烟与不吸烟健康人呼吸道微生物组学有差异吗? 研究结果显示,健康吸烟与非吸烟人的口腔生态不同而肺中微生态无差异,提示肺内微生物不完全来自口腔。 华西健康人下呼吸道微生物组学研究,采用宏基因组学方法研究30例健康人肺部肺泡灌洗液中的菌群,结果显示,吸烟组与非吸烟组检出细菌数量无显著性差异。吸烟组中检出103种细菌,非吸烟组中检出114种,其中吸烟组特异细菌21种,非吸烟组32种。两组无任何检出频率或相对丰度存在显著性差异的细菌。 下呼吸道微生物与免疫相互作用 免疫细胞直接识别气道共生的细菌;肠道细菌产物及代谢物对免疫细胞产生识别作用;DC细胞和T细胞对肺免疫的影响。 稳定期慢阻肺呼吸道呼吸道微生态? 研究显示,稳定器慢阻肺患者呼吸道微生态包括链球菌属、放线菌属、奈瑟氏菌、嗜血杆菌、罗氏菌属、梭菌属、孪生球菌、毗邻颗粒链菌、卟啉单胞菌属、普氏菌属、韦永氏球菌属、肠杆菌属。 哮喘患者下呼吸道微生态 哮喘患者微生物种类及浓度均较正常人高,下呼吸道的微生态与气道的高反应性呈正相关。 囊性纤维化与微生态 研究显示,囊性肺纤维化患者急性加重前后痰液内菌群量无明显变化,囊性肺纤维化急性加重期较稳定期痰液内菌群多样性无明显差异。 肺癌患者肺组织微生态 研究显示,非肺癌组织与肺癌组织微生态有显著差异。鳞癌与腺癌有明显的差异。 肺癌患者与健康人下呼吸道菌群对比研究显示,肺癌组和健康组检出细菌数量存在显著差异。 抗生素治疗前后菌群变化 静脉抗生素治疗前后,血液菌群变化不明显,而大气道菌群变化明显。 下呼吸道微生物组学研究展望 ▲ 难治性呼吸系统疾病是否存在呼吸道微生态失衡? ▲ 相关微生物是否是肺癌的病因? ▲ 微生态在呼吸系统疾病发生中的作用及新的治疗方向? ▲ 呼吸道微生态是否参与呼吸系统慢性疾病的急性加重?

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