導(dǎo)    讀

近日，中日友好醫(yī)院呼吸與危重癥醫(yī)學(xué)科與迪飛醫(yī)學(xué)合作，對(duì)32例肺移植合并原發(fā)性移植物功能障礙（Primary graft dysfunction, PGD）患者支氣管肺泡灌洗液行mNGS檢測(cè)，探究肺部菌群在肺移植合并PGD患者中的作用。研究表明PGD 3級(jí)患者的肺部菌群存在變化，肺部菌群的失調(diào)與肺部免疫有關(guān)。該研究成果已發(fā)表在The Journal of Clinical and Transplantation Research。

 

研究背景

肺移植（Lung transplantation, LT）是終末期肺疾病患者的最終治療選擇，原發(fā)性移植物功能障礙（PGD）是肺移植后常見(jiàn)并發(fā)癥。

 

PGD是一種肺移植后72小時(shí)內(nèi)發(fā)生的急性肺損傷的臨床綜合征，表現(xiàn)為低氧血癥和胸片上的肺泡浸潤(rùn)。高級(jí)別的PGD與肺移植后預(yù)后較差相關(guān)。

 

肺部微生物在肺部發(fā)育、免疫以及促進(jìn)或抑制肺部疾病的發(fā)展中發(fā)揮著重要作用。本研究利用mNGS技術(shù)探究PGD與患者肺部菌群的關(guān)聯(lián)，并評(píng)估微生物群特征對(duì)患者早期預(yù)后的貢獻(xiàn)。

 

研究結(jié)果

重度PGD改變肺部微生物組成

11名PGD 3級(jí)（PGD 3組）和21名PGD 0-2級(jí)（對(duì)照組）的患者被納入研究。門(mén)水平上放線菌門(mén)、變形菌門(mén)、厚壁菌門(mén)、擬桿菌門(mén)和軟壁菌門(mén)豐度最高，而在種水平，紋帶棒狀桿菌、粘滑羅氏菌、鮑曼不動(dòng)桿菌、銅綠假單胞菌、金黃色葡萄球菌、肺炎克雷伯菌等是最常見(jiàn)的物種（圖1A，B）。

 

兩組患者肺部的某些菌群在目、科和屬水平上豐度不同（圖1C-E）。

 

以上分析表明，PGD的嚴(yán)重程度會(huì)影響肺部微生物群的整體組成。

 

圖1 PGD患者的肺部微生物群發(fā)生改變

 

PGD 3級(jí)患者中特定細(xì)菌類(lèi)群豐度存在差異

使用LEfSe比較了PGD 3級(jí)患者和對(duì)照組重要類(lèi)群的相對(duì)豐度，共檢測(cè)到16組細(xì)菌的豐度存在顯著差異（圖2A）。

 

在屬水平上，Modestobacter、Scardovia和新月形單胞菌屬在PGD 3級(jí)患者中富集，而克雷伯菌屬和口小桿菌屬在對(duì)照組中富集。

 

在種水平上，Modestobacter marinus和Scardovia  wiggsiae在PGD 3級(jí)患者中富集，而竇道桿菌和嬰兒鏈球菌在對(duì)照患者中富集。進(jìn)化分支圖顯示，Geodermatophilales目和Selenomonadales目，Geodermatophilaceae科和Selenomonadaceae科在PGD 3級(jí)患者中富集，而在對(duì)照組中Enterobacterales目，Enterobacteriaceae科和Lachnospiraceae科富集（圖2B）

 

 

 圖2 PGD 3和對(duì)照組間豐度存在顯著差異的物種

 

PGD 3級(jí)患者的α多樣性與肺免疫功能改變有關(guān)

為了探索肺部微生物群與肺部免疫之間的關(guān)系，我們檢測(cè)了所有患者支氣管肺泡灌洗液中包括IL-6、IFN-γ、TNF-α、IL-2、IL-1β、IL-13、IL-4、IL-8、IL-10和IL-12（p70）在內(nèi)的10種常見(jiàn)人類(lèi)細(xì)胞因子。使用Spearman相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)IL-2與PGD 3組中細(xì)菌α多樣性（Shannon和Simpson）呈負(fù)相關(guān)（圖3A，B）。

 

肺移植患者術(shù)后早期的優(yōu)勢(shì)菌群(總體隊(duì)列)與不同水平的肺泡細(xì)胞因子有關(guān)。鮑曼不動(dòng)桿菌與IFN-γ、IL-2、IL-13和IL-12顯著正相關(guān)，金黃色葡萄球菌與IFN-γ和IL-2正相關(guān)，嗜麥芽窄食單胞菌與IL-10負(fù)相關(guān)，銅綠假單胞菌與IL-1β負(fù)相關(guān)，齲齒放線菌與IL-2負(fù)相關(guān)（圖3C）。

 

 

 圖3 PGD 3級(jí)患者肺部菌群α多樣性與肺部炎癥增加相關(guān)

 

肺微生物群的多樣性預(yù)測(cè)肺移植受者的早期生存情況

在整個(gè)隊(duì)列（n = 32）中，根據(jù)個(gè)體香農(nóng)多樣性指數(shù)百分位數(shù)將受試者分為三組。8例（25%）患者具有低多樣性（指數(shù)<0.83），16例（50%）患者具有中等多樣性（0.83<指數(shù)<2.37），8例（25%）患者具有高微生物多樣性（指數(shù)>2.37）。

 

再使用 Kaplan-Meier 估計(jì)方法分析每組患者的 30 天總生存率。高多樣性組和中多樣性組的存活率為100%，低多樣性組的存活率為75%（p = 0.041）。在PGD 3組中，幸存者和非幸存者之間的細(xì)菌多樣性無(wú)顯著差異，但非幸存者的α多樣性顯著低于幸存者（0.37 ± 0.46 vs 1.53 ± 1.06，p > 0.05）。

 

結(jié)    論

本研究發(fā)現(xiàn)肺部菌群改變、肺泡炎癥與PGD之間存在關(guān)聯(lián)，且肺部菌群的多樣性或許能預(yù)測(cè)肺移植受者的早期生存率。

 

肺部菌群在PGD 3級(jí)患者的診斷和治療中具有潛力，同時(shí)本結(jié)果支持在更大的隊(duì)列中評(píng)估肺部微生物群及其免疫相互作用的預(yù)后和診斷潛力的研究。

 

參考文獻(xiàn)：

Wu Y, Huang L, Li M, Cui X, Zhan Q, Wang C. The role of lun-g microbiota in primary graft dysfunction in lung transplant recipients. Clin Transplant. 2023 Dec;37(12):e15152. doi: 10.1111/ctr.15152. Epub 2023 Oct 3. PMID: 37788167.

編譯：Lily   審核：佳、青木   排版：琳