二氧化硅所致急性肺损伤大鼠肺部菌群的特征及相关性分析

目的:探讨二氧化硅所致急性肺损伤大鼠模型的潜在生物学机制。方法:采用随机数字表法,将SD雄性大鼠划分为正常组和二氧化硅模型组。正常组经气管灌注1 mL生理盐水,模型组经气管灌注等体积50 g/L二氧化硅混悬液。7 d后收集大鼠肺组织和血清,HE染色观察肺组织病理学特征,免疫组化检测肺组织核苷酸结合寡聚化结构域样受体蛋白3(NLRP3)和消皮素D(GSDMD)蛋白表达,ELISA法检测血清炎症因子白细胞介素1β(IL-1β)、IL-18和肿瘤坏死因子α(TNF-α)水平;从肺组织中提取细菌DNA,经16S核糖体RNA基因测序描述肺部菌群组成变化,通过生物信息学分析比较正常组与模型组菌群结构差异。结果:与正常组相比,模型组大鼠体重增长率和肺指数有显著差异;模型组大鼠肺组织HE染色可见肺泡结构破坏,炎性细胞增多;模型组大鼠肺组织NLRP3和GSDMD蛋白表达水平均显著升高,血清IL-1β、IL-18和TNF-α水平均显著升高。与正常组相比,模型组丰度增加的肺部菌群为双歧杆菌(Bifidobacterium)、Clostridium sensu stricto 1和副萨特氏菌(Parasutterella)。Spearman相关性分析显示,肺组织NLRP3/GSDMD和血清IL-1β/TNF-α水平与Parasutterella丰度呈正相关。结论:二氧化硅所致急性肺损伤的病理机制可能与肺部菌群结构差异和炎症水平升高有关。因此,调节肺部菌群可能为防治二氧化硅引起的急性肺损伤提供新的思路。

肺部菌群干预对PM_(2.5)诱导肉鸡肺部炎症损伤的影响

[目的]本试验旨在研究肺部菌群对PM_(2.5)诱导肉鸡肺部炎症损伤的影响,并利用盲肠肠球菌处理肺泡上皮细胞,探究肺部盲肠肠球菌在PM_(2.5)诱发肺部炎症损伤中的作用。[方法]选取45只19日龄雄性AA肉鸡随机分为3组:对照组、PM_(2.5)组(PM)和肺部菌群干预组(ABX-PM)。从21日龄开始,ABX-PM组肉鸡气管滴注抗生素消减肺部菌群,每天滴注1次,连续滴注3 d,其他2组肉鸡气管滴注无菌生理盐水。在24和26日龄时,分别向PM组和ABX-PM组肉鸡气管滴注PM_(2.5)悬浮液诱导肺部炎症损伤,对照组肉鸡气管滴注无菌生理盐水。在最后一次气管滴注PM_(2.5)24 h后对肉鸡进行称重,并采集肺组织、支气管肺泡灌洗液(bronchoalveolar lavage fluid,BALF)和血清样品。检测BALF和血清内炎症因子水平、肺组织内紧密连接(tight junctions,TJ)蛋白基因表达水平以及肠球菌属和盲肠肠球菌相对含量,并进行盲肠肠球菌相对含量与炎症因子水平的相关性分析。另外,体外培养A549细胞并分为2组,对照组加入不含盲肠肠球菌的DMEM/F12培养基,处理组加入含有1×10^(4) CFU·mL^(-1)盲肠肠球菌的DMEM/F12培养基。处理6 h后,检测2组细胞炎症因子、TJ及细胞凋亡相关基因表达水平。[结果]与对照组相比,PM组肉鸡BALF和血清IL-8水平显著升高,而ABX-PM组差异不显著;与对照组相比,PM组肉鸡肺组织occludin及claudin-1 mRNA表达水平显著降低,claudin-5 mRNA表达水平显著升高,而ABX-PM组差异不显著;PM组肉鸡肺部肠球菌属和盲肠肠球菌的相对含量显著高于对照组和ABX-PM组;肺部盲肠肠球菌相对含量与BALF内IL-1β、IL-6、IL-8水平和血清内IL-1β水平呈显著正相关关系。体外细胞试验结果显示,与对照组相比,处理组A549细胞tnf-α、il-1β、il-6及il-8 mRNA表达水平显著升高,il-10 mRNA表达水平显著降低;处理组A549细胞zo-1及claudin-1 mRNA表达水平显著降低;处理组A549细胞bax/bcl-2 mRNA表达水平的比值及caspase-3 mRNA表达水平显著升高,bcl-2 mRNA表达水平显著降低。[结论]肺部菌群干预降低了PM_(2.5)诱导的盲肠肠球菌增殖,减轻了肉鸡肺部炎症损伤程度,表明肺部菌群参与PM_(2.5)诱导肉鸡肺部炎症损伤的过程;另外,盲肠肠球菌能够诱导体外肺泡上皮细胞炎症反应,提示肺部菌群失衡加剧肺部炎症损伤。

肠道及肺部菌群与支气管肺发育不良的研究进展

随着围产期综合救治水平的提高,早产儿的存活率不断提高。多种围产期因素影响着早产儿未成熟的肺,造成肺损伤。支气管肺发育不良是早产儿最常见的慢性肺损伤性疾病,严重威胁早产儿的生命健康。人体微生物群对人类生命过程有着复杂且持久的影响。随着二代测序技术的出现,越来越多的人体微生物及其功能被揭秘。目前有很多证据表明,在早产儿的肺发育过程中,肠道及肺部菌群扮演着重要的角色,菌群失调和支气管肺发育不良有着密切的联系。目前对菌群与支气管肺发育不良的发病机制仍知之甚少,还需要更多的研究来揭示其中的奥秘。本文综述了早产儿肠道菌群和肺部菌群的特点,以及在支气管肺发育不良中的变迁,为支气管肺发育不良的治疗提供更多更好的选择。

支气管肺发育不良模型小鼠青春期肺部菌群特点

目的:探究支气管肺发育不良(bronchopulmonary dysplasia,BPD)模型小鼠青春期肺部菌群特点。方法:32只C57BL/6J新生小鼠,分为空气雌性组、空气雄性组、高氧雌性组、高氧雄性组,每组8只。高氧组小鼠生后即置于FiO2>95%的环境中7 d,空气组小鼠置于同室内空气(FiO2=21%)环境;之后所有小鼠室内空气环境下饲养直至6周。苏木精⁃伊红(hema⁃toxylin⁃eosin,HE)染色法观察小鼠肺组织病理变化;16S rDNA测序分析肺组织菌群特点。结果:BPD模型小鼠青春期肺组织肺泡化程度降低(P<0.01),双因素方差分析显示性别对小鼠辐射状肺泡计数(radial alveolar count,RAC)变化无显著差异(F=2.001,P>0.05)。Anosim相似性分析结果显示空气组和高氧组雄性小鼠肺部菌群差异有统计学意义(r=0.906,P=0.03),雌性小鼠菌群差异无统计学意义(r=-0.094,P=0.722)。Alpha多样性结果显示高氧组和空气组的肺部菌群物种丰富度无统计学差异(P>0.05),Beta多样性分析中,PCoA图显示4组肺部菌群存在统计学差异(P<0.05)。LEfSe分析结果显示,高氧组棒状杆菌属(Corynebacterium)丰度下降,葡萄球菌种(Staphylococcus)升高。结论:BPD模型小鼠青春期肺部微生物群失调,棒状杆菌属(Corynebacterium)丰度下降,葡萄球菌种(Staphylococcus)升高,并且菌群失调可能与性别相关。

胶质瘤发病相关蛋白1基因对香烟烟雾暴露小鼠肺部菌群的影响

目的探讨胶质瘤发病相关蛋白1(GLI pathogenesis-related 1,GLIPR1)基因对香烟烟雾暴露小鼠的肺部菌群的影响。方法通过被动吸入二手烟构建香烟烟雾暴露COPD小鼠模型,将C57BL/6小鼠和GLIPR1基因敲除小鼠随机分为野生对照组(WT组)、野生型香烟烟雾暴露组(WT_SMOKE组)、GLIPR1基因敲除对照组(GLIPR1组)和GLIPR1基因敲除香烟烟雾暴露组(GLIPR1_SMOKE组)。采用16S rRNA测序技术得出肺部菌群丰度及多样性信息;采用LEfSe分析各组小鼠肺部菌群的差异。结果4组小鼠肺部微生物群β多样性差异显著(PANOSIM=0.003),4组小鼠肺部微生物群间存在28个差异菌属。进一步LEfSe分析提示,与WT组相比,WT_SMOKE组布劳特氏菌占比减少0.25%[线性判别式分析(LDA)评分=3.1367 log10,P=0.006]。GLIPR1_SMOKE组双歧杆菌属(LDA评分=3.465 log10,P=0.042)和芽单胞杆菌门S0134_terrestrial_group(LDA评分=3.115 log10,P=0.041)丰度最高。结论香烟烟雾暴露后,GLIPR1基因敲除小鼠的肺部菌群分布与野生型小鼠存在差异,其中以布劳特氏菌、双歧杆菌属和芽单胞杆菌门S0134_terrestrial_group差异最明显。

肺部菌群与呼吸道疾病的相互关系

由于呼吸道黏膜免疫系统具有很好的防御保护作用和强大的清除病原体的能力,过去学术界曾经一度认为健康机体的肺是无菌的。随着不依赖于体外培养的第二代测序技术的发展,关于肺部共生微生物的结构组成及其免疫调节功能的研究越来越受重视。肺部菌群的结构组成与出生方式、饮食结构、生活环境和抗生素使用等多种因素有关,生命早期的肺部菌群的形成和发育会影响全生命周期的呼吸道疾病的发生和发展。肺部菌群通过与宿主免疫系统相互作用调节肺部免疫稳态,还可以与肠道菌群、呼吸道病毒相互作用影响呼吸道感染。因此,干预生命早期肺部菌群的结构组成可以成为预防和控制呼吸道疾病的有效策略和新靶点。

慢阻肺急性加重期患者肺部菌群、免疫球蛋白及呼吸功能的变化与临床意义

目的:探讨慢阻肺急性加重期患者肺部菌群、免疫球蛋白及呼吸功能的变化与临床意义。方法:选取2018年3月—2020年1月在淮安市淮阴医院收治的60例慢性肺急性加重期患者作为研究组,同期选取50例来体检的健康人群作为对照组。对照组于体检时留血、做肺功能检查,研究组在入院后第2 d抽取静脉血,检查肺功能并对其进行痰液病原学检查。结果:60例患者痰培养显示58例细菌呈阳性,均为单一细菌感染。革兰阴性菌有36株(60.00%),主要为流感嗜血杆菌及肺炎克雷伯菌。革兰阳性菌有22株(36.67%),主要为金黄色葡萄球菌及肺炎链球菌。研究组IgA、IgM、IgG水平低于对照组(t=4.521、1.684、8.516,P<0.05)。研究组FEV_(1)、FEV_(1)/FVC水平低于对照组(t=24.361、17.284,P<0.05)。结论:慢阻肺急性加重期患者肺部出现流感嗜血杆菌、金黄色葡萄球菌等菌群,机体免疫球蛋白水平与呼吸功能下降,可作为疾病诊断的参考指标。

吸入汽车尾气对小鼠肺部菌群的影响

目的·观察小鼠在吸入汽车尾气后其肺组织和肺部菌群的变化,评估汽车尾气造成的空气污染对处于高浓度微环境暴露的人群呼吸系统可能产生的影响。方法·将10只C57BL/6小鼠随机分为实验组和对照组,实验组连续5 d(1 h/d)暴露于汽车尾气环境,对照组不处理。取小鼠右下肺叶组织,通过16S rRNA测序技术分析肺部菌群组成,并对肺组织进行病理切片镜检。结果·实验组与对照组的肺组织病理变化无明显差异,但2组的菌群组成和丰度存在明显差异。在门水平,实验组相比对照组厚壁菌门显著增加,拟杆菌门和变形菌门显著减少;在属水平,厚壁菌门的增加主要与粪球菌属的增加有关,拟杆菌门的减少与噬纤维菌属的减少有关,变形菌门的减少与苍白杆菌属、甲基杆菌属和不动杆菌属的减少有关,Amycolatopsis属也显著减少。结论·短期暴露在汽车尾气环境中,会改变小鼠肺部菌群的物种组成和丰度,但未观察到肺组织病变。

RDS合并呼吸机相关性肺炎新生儿肺部菌群多样性分析

目的研究呼吸窘迫综合征(RDS)合并呼吸机相关性肺炎(VAP)新生儿的机械通气时间与其肺部菌群多样性之间的关系。方法选择行气管插管RDS新生儿70例,根据是否并发VAP分为VAP组和对照组。气管插管第1~5天采集两组患儿痰液标本,进行细菌DNA提取、PCR扩增以及变性梯度凝胶电泳试验,比较两组患儿肺部菌群丰度以及香农-维纳指数。结果VAP组患儿机械通气时间、拔管后吸氧时间、重复插管上机率及死亡率高于对照组(P<0.05)。VAP组30例患儿中共检出36株菌株,以革兰氏阴性菌为主(72.22%),VAP组第2~4天肺部菌群丰度和香农-维纳指数均小于对照组(P<0.05)。结论RDS患儿机械通气过程中VAP发生率高,机械通气过程中肺部菌群多样性降低可提示VAP的发生。

基于“肺-肠”轴理论分析微生物调节剂对新型冠状病毒肺炎患者肺部菌群、肠道菌群及免疫功能的影响

目的探讨基于“肺-肠”轴理论分析微生物调节剂对新型冠状病毒肺炎(COVID-19)患者肺部菌群、肠道菌群及免疫功能的影响。方法选择22例普通型COVID-19患者作为研究对象,将其随机分为对照组和观察组,各11例。两组患者均接受常规西药治疗,观察组在此基础上联合双歧杆菌乳杆菌三联活菌片治疗。比较两组患者治疗后7 d的核酸转阴率及治疗总有效率,住院期间临床症状消失所需时间,治疗前后的肺部菌群数量、肠道菌群数量、T淋巴细胞亚群水平,以及治疗期间不良反应发生率。结果两组患者核酸转阴率、临床症状消失所需时间、治疗总有效率比较,差异均无统计学意义(均P>0.05)。治疗后,两组患者各呼吸道菌群数量均较治疗前减少,且观察组的菌群数量均少于对照组(均P<0.05);观察组肠道乳杆菌、双歧杆菌数量均多于治疗前及对照组,肠道肠球菌、肠杆菌数量均少于治疗前及对照组(均P<0.05);观察组CD3^(+)T淋巴细胞水平、CD4^(+)T淋巴细胞水平、CD4^(+)/CD8^(+)比值均高于治疗前及对照组,CD8^(+)T淋巴细胞水平低于治疗前及对照组(均P<0.05)。结论微生物调节剂可能通过“肺-肠”轴调节COVID-19患者的肺部菌群与肠道菌群,提高患者免疫功能,但其在提高疗效、快速缓解临床症状及促进核酸转阴方面的效果不明显。

不同病原所致感染的肺部微生物菌群差异分析

目的分析不同病原所致肺部感染患儿肺部微生物菌群的差异,探讨肺部微生物菌群与不同病原感染的相关性。方法收集2020年6月至2022年5月因肺部感染行支气管镜诊疗患儿的肺泡灌洗液,利用宏基因组二代测序(mNGS)进行微生物菌群检测,根据最终临床确诊的病原分为肺炎支原体肺部感染(MPP)组、肺炎链球菌组和真菌组。分析比较3组患儿NGS检测结果,从门、属、菌群多样性水平探讨肺部微生物菌群的异同。结果纳入肺炎支原体组25例,肺炎链球菌组13例和真菌组16例。3组患儿的年龄与性别无明显差异(P>0.05)。3组样本在门水平的优势菌群主要有厚壁菌、拟杆菌、变形菌和放线菌,肺炎支原体组拟杆菌门所占比例高于肺炎链球菌组和真菌组,差异有统计学意义(P<0.001);肺炎链球菌组厚壁菌门所占比例明显高于肺炎支原体组和真菌组,差异有统计学意义(P<0.001);真菌组变形菌门和放线菌门所占比例明显高于肺炎支原体组和肺炎链球菌组,差异有统计学意义(P<0.001);肺炎支原体组与肺炎链球菌组的优势菌属为普雷沃菌属、链球菌属、韦荣球菌属,而真菌组为链球菌属、罗氏菌属、颗粒链菌属;肺炎链球菌组α多样性高于真菌组,差异有统计学意义(P<0.05);肺炎链球菌组的β多样性与肺炎支原体组、真菌组有差异,且有一定的临界意义(属水平上:P=0.07;种水平上:P=0.14)。结论不同病原所致肺部感染患儿肺部微生物菌群存在明显差异,拟杆菌门可能有利于肺炎支原体的生长,肺炎链球菌可能抑制其他门类细菌的生长。

肺部菌群对过敏性哮喘的影响

过敏性哮喘是一种常见的过敏性疾病,其发病机制尚未完全清楚,但共生微生物与宿主免疫稳态的建立及维持关系密切。近年来的研究发现肠道菌群在过敏性哮喘的发生发展中起主要作用,“肺-肠轴”概念的提出阐释了肺部菌群与肠道菌群之间的串扰关系。研究证实肺部菌群与过敏性哮喘密切相关,并通过肺-肠轴直接或间接影响过敏性哮喘的发生发展。本文分析肺部菌群与过敏性哮喘的相关性及可能的机制,深入了解肺部菌群在过敏性哮喘中的作用及意义,以期为过敏性哮喘的临床预防及诊疗拓宽思路。

基于“肺与大肠相表里”综述中药干预肺系疾病对肺、肠组织炎性因子及菌群变化

肺是维系呼吸道健康的重要门户,各种原因如感染细菌或病毒、接触过敏原、吸烟、遗传因素等均可引起肺部疾病,引发不同程度的炎症反应。呼吸道感染可伴随不同程度的肠道症状,即“肺病及肠”,故“肺与大肠相表里”这一中医理论在临床对此类症状疾病的治疗中应用广泛,且疗效显著。文章通过对近年来相关文献的研究,试从肺、肠道组织炎症因子、菌群变化等角度出发,综述中医药治疗肺系疾病的作用机制及疗效,以期为日后的研究开展新方向。

肺部、肠道菌群及其相互作用与慢性阻塞性肺疾病发生发展的研究进展

慢性阻塞性肺疾病(COPD)是一种常见的慢性呼吸系统疾病,对人类健康造成极大威胁。研究发现,COPD患者与健康人群相比,肺部菌群及肠道菌群的组成结构发生了显著改变,导致黏膜屏障功能及机体免疫稳态被破坏,进而加重病情。积极调节肺部、肠道菌群平衡对于干预COPD的发生、发展有着至关重要的作用,但目前关于肺部、肠道菌群及其相互作用机制在COPD中作用的总结和认识还有待进一步阐明。本文就健康人群以及COPD患者肺部、肠道菌群的组成特点及可能的相互作用机制,以及现阶段基于肺部、肠道菌群及其相互作用防治COPD的最新研究成果进行综述,以期为COPD的发病机制、早期诊断、预防与治疗研究提供新思路。

肺部菌群研究的方法学进展

菌群在促进人类健康方面发挥着重要的作用,而人体菌群紊乱可导致或加剧多种疾病。由于肺部菌群和肺部病变在空间上重叠,二者可能存在更紧密的联系。有研究者以肺部菌群为切入点,探索肺部疾病和健康的关系。但目前关于肺部菌群的检测技术和送检样本类型等实验实施过程中涉及的方法学问题尚未达成共识,样本污染问题在收集和测序过程中出现的频率越来越高,降低了研究的科学性和说服力。因此,为使研究者了解肺部菌群研究的方法学进展,避免陷入实验设计和方法选择的误区,本文就该领域的主要研究技术和影响肺部菌群检测结果的因素作一综述。

肺部菌群与慢性阻塞性肺疾病

近年来人们通过新一代测序分析技术发现，人体不同部位的菌群与疾病存在普遍联系，如肠道菌群、皮肤菌群、阴道菌群、口腔菌群及肺部菌群。

中药防疫方对H1N1感染模型小鼠炎症因子与肺组织菌群的影响

目的:探讨中药防疫方对甲流病毒(H1N1)感染小鼠炎症反应及肺组织菌群的影响。方法:选取BALB/C雄性小鼠70只,采用随机数字表法分为A组(空白对照组)、B组(模型对照组)、C组(中药防疫方熏蒸高剂量组)、D组(中药防疫方熏蒸中剂量组)、E组(中药防疫方熏蒸低剂量组)、F组(中药防疫方滴鼻组)、G组(磷酸奥司他韦对照组),每组10只,除空白对照组外均建立H1N1感染小鼠模型,模型建立成功后开始给予对应干预并于第5天取材。ELISA法检测血清中白介素-6(IL-6)、免疫球蛋白E(IgE)及支气管肺泡灌洗液中白介素-10(IL-10)、炎症调节因子IFN-γ水平,通过Illumina MiSeq平台16Sr RNA测序研究肺组织菌群丰度。结果:与空白对照组比较,模型对照组小鼠血清中IL-6、IgE及支气管肺泡灌洗液中IFN-γ含量明显增高(P<0.05),支气管肺泡灌洗液中IL-10明显降低(P<0.05),肺组织菌群增多。与模型对照组比较,中药防疫方熏蒸给药高、中、低剂量组,中药防疫方滴鼻组,磷酸奥司他韦对照组给药后血清中IL-6、IgE及支气管肺泡灌洗液中IFN-γ含量明显降低(P<0.05),支气管肺泡灌洗液中IL-10明显升高(P<0.05),肺组织菌群有所减少。结论:中药防疫方熏蒸给药与滴鼻给药可明显减轻H1N1感染小鼠肺部炎症反应及全身过敏状态,改善H1N1感染小鼠肺部菌群失调情况。

环闭护理干预对脑出血患者肺部菌群及症状的影响

目的探讨环闭护理干预对脑出血患者肺部菌群及患者症状的影响,为后续研究提供参考。方法选取2017年2月至2018年6月我院收治的97例脑出血合并肺部感染患者为研究对象。采用随机数字法将患者分为研究组(n=47)和对照组(n=50)。研究组患者行环闭式护理,对照组行常规护理。观察两组患者生活质量、SAS和SDS评分、症状改善时间、总住院时间、肺部菌群、并发症发生率、病死率及护理满意度。结果干预后,研究组患者生活质量高于对照组,SAS和SDS评分低于对照组(均P<0.05)。干预后,研究组患者头痛、头晕、运动障碍、呼吸困难、咳嗽、总住院时间均低于对照组(均P<0.05)。干预后,研究组患者肺部菌群数量、并发症率(2.13%)、病死率(2.13%)均低于对照组,护理满意度(93.62%)高于对照组(均P<0.05)。结论环闭护理可改善脑出血患者肺部菌群紊乱及患者临床症状,减少患者并发症与病死率,提高患者生活质量。

OVA诱导小鼠哮喘模型及DXM干预肺部菌群变化

目的了解OVA诱导的小鼠哮喘模型及地塞米松(DXM)干预后肺部菌群变化。方法构建BABL/c小鼠哮喘及DXM干预模型,通过无菌环境下肺组织切除提取肺部菌群DNA,利用Illumina MiSeq测序平台,对细菌的16SrDNA基因V4区进行高通量测序,并对测序结果进行生物信息学分析。结果 (1)模型组BALF(支气管肺泡灌洗液)中嗜酸性粒细胞及无创通气Penh值明显增高,给予DXM干预后降低;(2)α多样性指数比较显示,chao1指数和shannon指数在模型组中无明显变化,但simpson指数明显下降;(3)模型组变形菌门(其中的假单胞菌属和苍白杆菌属)丰度明显升高,厚壁菌门(其中芽胞杆菌属、乳杆菌属、青枯菌属、肉食杆菌属、类芽胞杆菌属和气球菌属)、拟杆菌门丰度下降;DXM干预后上述菌群丰度恢复至对照组水平。结论小鼠哮喘状态下肺部菌群发生紊乱,DXM干预后恢复。

肠道、肺部菌群直接或通过肠-肺轴对呼吸系统慢性疾病的影响

人体寄生的微生物与人体为共生关系,数量庞大,并形成不同的微生态系统,影响人体免疫、代谢、内分泌等生理过程。菌群失衡导致微生态紊乱,从而导致相关疾病的发生发展。呼吸系统慢性疾病患者常有肠道菌群和肺部菌群的改变,肠道菌群通过肠-肺轴影响呼吸系统免疫及呼吸系统慢性疾病,肺部菌群的改变导致肺部疾病的同时亦会通过血流引起肠道菌群的变化。近年来随着高通量测序及生物信息学技术的发展,相关研究也越发被重视,本文着重对肠道菌群、肺部菌群通过肠-肺轴或直接在肺部免疫及呼吸系统慢性疾病中所起的作用进行综述。