新冠患者口腔微生物组的深度解析：差异、机制与潜在应用

《Scientific Reports》：Comparative metagenomic analysis of the oral microbiome in COVID-19 patients and healthy individuals

为探究 COVID-19 对口腔微生物组的影响，研究人员对比分析患者和健康者口腔微生物组，发现显著差异，为诊疗提供方向。

　　

新冠患者口腔微生物组研究解读

在新冠疫情席卷全球的背景下，新冠病毒（SARS-CoV-2）对人体的影响成为科研人员关注的焦点。人体就像一个复杂的 “小宇宙”，各个器官和系统相互关联、协同运作。而口腔，作为人体的重要门户，不仅是食物进入的通道，还栖息着数量庞大、种类繁多的微生物群落，它们共同构成了口腔微生物组。这个小小的微生物世界，对口腔乃至全身健康都起着至关重要的作用。

以往的研究大多聚焦于呼吸道和肠道微生物组，口腔微生物组在 COVID-19 研究中却常常被忽视。然而，口腔不仅是 SARS-CoV-2 的重要入侵途径，其微生物组的变化还可能与疾病的发展和转归密切相关。例如，一些研究发现 COVID-19 患者的口腔微生物组成出现异常，但具体变化及临床意义尚不明确。这就好比在黑暗中摸索，虽然知道有方向，但看不清具体的道路。为了填补这一知识空白，深入了解 COVID-19 与口腔微生物组之间的关系，来自印度多家研究机构（1Xome Life Sciences Pvt. Ltd.、Narayana Hrudayalaya Hospital、Biotechnology Industry Research Assistance Council 等）的研究人员开展了这项研究。该研究成果发表在《Scientific Reports》上，为我们进一步认识 COVID-19 的发病机制和治疗策略提供了新的视角。

研究人员采用了多种关键技术方法。样本方面，选取 48 名参与者，分为 COVID-19 组和非 COVID 组，采集他们的唾液样本，因为唾液能很好地代表口腔微生物组且采集方便。接着，使用 QIAamp? Viral RNA Mini Kit 提取 RNA ，再通过 SuperScript? IV First-Strand Synthesis System 将其反转录为互补 DNA（cDNA）。然后，利用 98 对引物对 SARS-CoV-2 基因组进行多重聚合酶链反应（PCR）扩增，后续进行独特的双条形码标记和文库制备，最后使用牛津纳米孔技术（ONT）进行全基因组测序。数据分析上，运用多种生物信息学方法，如质量控制、去除宿主序列、与微生物基因组数据库比对，以及数据过滤、归一化处理和多样性分析等，来深入探究口腔微生物组的变化。

下面来详细看看研究结果。在人口统计学和健康相关特征方面，COVID-19 组和非 COVID 组参与者年龄在 20 - 90 岁之间，COVID-19 组 30 - 40 岁人群占比更高，性别分布上两组男性略多。吸烟、饮酒的 COVID-19 患者香农多样性指数较低，且该组吸烟、饮酒比例更高。有合并症的 COVID-19 患者香农多样性指数更低，疾病严重程度与香农多样性指数呈负相关，同时女性的香农多样性指数略高于男性。

在归一化丰度和多样性测量方面，COVID-19 患者和非 COVID 个体的主要微生物门类相对丰度不同，如厚壁菌门（Firmicutes）、变形菌门（Proteobacteria）和拟杆菌门（Bacteroidetes）。在属和种水平上也有差异，例如 COVID-19 患者中链球菌属（Streptococcus）和韦荣球菌属（Veillonella）水平较高，变形链球菌（Streptococcus mutans）和小韦荣球菌（Veillonella parvula）等物种更丰富。

Alpha 多样性测量结果显示，COVID-19 患者的香农多样性指数、Chao1 丰富度估计值和辛普森多样性指数均显著低于非 COVID 个体，表明其微生物多样性、物种丰富度和群落均匀度降低。且关键物种如大肠杆菌（Escherichia coli）和铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）的高丰度与较低的多样性指数相关。

Beta 多样性分析表明，COVID-19 组和非 COVID 组的微生物群落组成存在显著差异。基于 Bray-Curtis 距离和主坐标分析（PCoA）的结果显示两组样本明显分开，且 PERMANOVA 和 ANOSIM 统计检验证实这种差异具有统计学意义。同时，链球菌属（Streptococcus）和乳杆菌属（Lactobacillus）的高丰度与微生物群落组成的更大差异相关。

核心微生物组组成分析发现，两组有 23 种共同的核心微生物物种，COVID-19 组有 14 种独特物种，非 COVID 组有 9 种独特物种。部分核心微生物物种也是差异丰度物种，在两组中，核心微生物组在门和种水平上的分布也有所不同。

差异丰度分析识别出多个在两组中丰度差异显著的微生物分类群。如链霉菌属（Streptomyces）的一些物种在 COVID-19 患者中丰度降低，而韦荣球菌属（Veillonella）的某些物种、曲霉属（Aspergillus）、Negarnaviricota 等在 COVID-19 患者中丰度升高。此外，在不同分类水平上也发现了许多差异显著的分类群。

综合来看，研究结论表明 COVID-19 患者的口腔微生物组存在显著变化，包括关键微生物分类群的丰度改变、Alpha 多样性降低和 Beta 多样性变化。核心微生物组分析揭示了两组间共享和独特的微生物物种，差异丰度分析进一步明确了与疾病相关的特定分类群。这些发现增进了我们对 COVID-19 与口腔微生物组关系的理解，为治疗干预和疾病管理提供了潜在靶点。

不过，研究也存在一些局限性，如样本量较小、研究为横断面性质、未进行功能分析等。未来需要进一步开展纵向研究和功能分析，以明确微生物变化与疾病的因果关系，推动基于微生物组的治疗方法的发展，更好地服务于 COVID-19 患者的临床治疗和健康管理，这对于全球抗击新冠疫情具有重要的意义。