肺炎，呼吸道菌群失调了

文章简介

英文题目：Dysbiosisofupperrespiratorytractmicrobiotainelderlypneumoniapatients

中文题目：老年肺炎患者存在上呼吸道菌群失调的现象

期刊名：TheISMEJournalIF：9.

发表时间：.07.07

物种：人样品来源：口咽样本

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研究背景

在成年人中，下呼吸道感染（Lowerrespiratorytractinfections，LRTI）包括：肺炎，是导致发病的最重要因素，约占所有疾病6.2%。85岁以上的老年人群中，LRTI每年占据7.1%的死亡率和44%的发病率。调查发现，LRTI的发病率在婴儿和60岁以上的成年人中达到顶峰。在儿童中，高发病率通常是由于体内发育不完善的免疫反应导致的。然而，老年人的高敏感性肺炎原因犹未可知。以往的研究表明，免疫衰老是一种与年龄有关的免疫恶化，而口咽则是致病菌传播下呼吸道的主要通道。因此作者假定老年人和成年人肺炎发病与口咽菌群的失调相关，如自身菌的缺失或特定菌群的过度生长，并进行实验验证。

研究方法

01

取样

共例口咽样本：位年龄≥60岁的老年肺炎患者，27位年龄大于18岁小于60岁的青年肺炎患者；91位健康的老年人和位健康的青年人

02

测序

16SrDNAV5-V7区

研究结果

1、肺炎患者和健康人的微生物组成比较

研究发现，老年肺炎患者和老年健康人群在口咽微生物群落组成上存在显著差异，这种现象在青年患者和青年健康人中也普遍存在（图1）。此外，研究人员发现，相比老年健康人，在老年肺炎患者体内，拥有高丰度的Streptococcus（pseudo）pneumoniae、Roth-ia和低丰度的Gemellales、Prevotellamelaninogenic-a、Veillonelladispar、Parascardovia、Leptotrichia。同时，在青年人中也显示类似的结果。

图1.老年患者和健康人、年轻患者和健康人的WeightedUnifrac分析

2、年龄差异对微生物菌群的影响

通过比较健康青年人群和健康老年人群的菌群发现，Rothia、Lactobacillus的相对丰度与年龄呈正相关（图2.a），而Prevotella、Veillonella、Leptotrichia的相对丰度与年龄呈负相关（图2.b）。由此可见，Prevotella、Leptotrichia、Rothia的丰度与年龄存在着强烈的相关性。

图2.老年和青年个体物种相对丰度的比较分析

3、健康人群与肺炎患者口咽菌群密度和多样性的比较分析

相比老年健康人群，老年肺炎患者的物种数呈下降趋势，但Shannon多样性指数呈上升趋势，然而这种差异在年轻人群中却没有检测到。为了进一步研究，作者采用QPCR技术对菌群进行了定量，发现老年肺炎患者菌群相比老年健康组，显著增高。同样，在健康青年人群中也发现了类似但更显著的结果（图3）。这证明了患病期间菌群会处于失调无限增殖状态。

图3.老年和成年健康、疾病个体口咽样本菌群密度的比较分析

4、基于系统发育关系的样本聚类分析

通过weightedunifrac分析对四组样本进行了系统发育相似性比较，一共得到了11个不同的样本亚群，覆盖了95%（/）的样本。研究发现三种微生物谱与肺炎强相关，包括以Lactobacilli为优势菌的亚群IV（n=11）、Rothia过度生长的亚群Va（n=51）和以Streptococcus（pseudo）pneumoniae为优势势菌为亚群VII；研究还发现三种与健康相关的微生物谱，包括以高丰度Prevotella为主的亚群IIIa（n=7）、Leptotrichia相对偏高的亚群IIIb（n=76）以及Prevotella、Leptotrichiaspp.丰富的亚群VIII（n=）；还发现五种与疾病和健康无显著相关的微生物谱，包括Neisseria为主的亚群Ia（n=6）和Ib（n=24）、Gemellales为主的亚群VI（n=38）、Actinomyces为主的亚群II（n=11）、Rothiaspp.为主的亚群Vb（n=20）（图4）。

图4.老年和成年健康、疾病个体基于WeightedUnifrac（phylogenetic）层次聚类分析

5、构建决策树模型区分健康人与肺炎患者

通过随机森林法构建决策树模型，最终发现5种OTUs，分别为Prevotellamelaninogenica、Leptotrichia、Streptococcus、Gemellales、Parascardovia可以很好的区分肺炎患者和健康人。该模型有95%的特异性和84%的灵敏性（图5）。

图5.区分健康个体和肺炎患者微生物菌群的决策树模型分析

研究结论

1、老年人群肺炎的发病不仅与高丰度病原菌如Streptococcuspneumoniae有关，而且与Rothia、Lactobacillus也有一定关系。

2、在青年和老年人群中，厌氧共生菌的缺失与肺炎疾病的发生有着深远的重要相关性。

3、整体上看肺炎患者口咽部菌群含量增高，老年肺炎患者菌群丰富度呈下降趋势，这说明存在与病原体无关的生态系统失调引起的发病现象。然而这种现象是否由于缺少有益菌的保护而导致，菌群失调是否是发病的原因，或只是发病的结果，或只是附带的现象，仍有待进一步探究。

参考文献

deSteenhuijsenPitersWAA,HuijskensEGW,WyllieAL,etal.Dysbiosisofupperrespiratorytractmicrobiotainelderlypneumoniapatients[J].TheISMEjournal,.

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