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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。


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