呼吸道菌群失调与微生物迁移增强在肺结核患者中的关联研究

本研究针对肺结核(PTB)患者呼吸道菌群分布特征不明的问题，通过多部位采样和宏基因组测序，首次揭示PTB患者口腔Rothia mucilaginosa等菌种显著富集，且上下呼吸道微生物存在高频迁移现象。该发现为理解PTB微生态失调机制提供了新视角，对开发菌群干预策略具有重要意义。

　　

研究背景

肺结核(PTB)作为由结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis, MTB)引发的致命呼吸道传染病，每年导致全球超百万死亡。尽管已知MTB感染会扰乱肺部微生态，但关于整个呼吸道微生物组的连续变化及其相互作用的研究仍存在重大空白。现有研究多局限于支气管肺泡灌洗液(BALF)或痰液样本，忽视了上呼吸道(如口腔)作为病原体入口和菌群储库的关键作用。这种"碎片化"认知模式亟需通过多部位系统性研究来突破。

北京胸科医院的研究团队创新性地采集了22名PTB患者和14名健康人(HC)的口腔(OS)、气管隆突(TC)及健/患侧肺(HS/AS)样本，通过宏基因组测序技术绘制了首个PTB全呼吸道微生物图谱。研究发现PTB患者呼吸道菌种总数达8,182种，较健康人(6,465种)显著增加，其中28.9%为PTB特有菌种。论文发表于《BMC Microbiology》，揭示了口腔菌群失调与微生物跨呼吸道迁移的疾病关联。

关键技术方法

研究采用标准化支气管镜采样获取TC/HS/AS样本，配合口腔漱液收集OS样本。通过QIAseq? Ultralow Input建库和Illumina Novaseq 6000平台进行75bp单端测序(平均2,170万reads/样本)。数据分析采用Kraken2分类器基于Kraken2 PlusPF数据库(20231009版)进行物种注释，通过中性模型和SourceTracker解析菌群迁移规律，并构建Spearman相关性网络(阈值|r|>0.4,p<0.01)。

研究结果

1. 呼吸道微生物多样性特征

α多样性分析显示PTB患者口腔菌群Chao1指数显著高于健康人(p<0.05)，而Shannon指数无差异，表明疾病状态增加物种丰富度但不改变均匀度。主坐标分析(PCoA)证实OS微生物构成在PTB与HC间存在显著分离(R²=0.12,p=0.001)，而TC/HS/AS部位则重叠较多。

2. 疾病相关特征菌种分布

在门水平上，变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidota)等为优势菌群。物种分析发现PTB患者口腔Rothia mucilaginosa(5.4% vs 0.95%)和Rothia dentocariosa(5.5% vs 0.52%)显著富集(p<0.01)。气管样本中Stenotrophomonas maltophilia为PTB特有，而肺部Prevotella intermedia在PTB组的丰度(HS:7.32%, AS:5.81%)显著高于HC(2.32%)。

3. 微生物迁移与互作网络

中性模型拟合优度(R²>0)表明PTB患者菌群分布符合随机迁移规律。SourceTracker分析显示口腔菌种向肺部迁移数量在PTB组(HS:306种)多于HC(221种)。共现网络揭示链球菌(Streptococcus)、普雷沃菌(Prevotella)等关键菌属存在广泛正相关，其中口腔Trpseudococcus与多菌属呈负相关。

研究意义

该研究首次系统阐明PTB患者呼吸道菌群的三大特征：(1)口腔作为菌群失调"震中"呈现Rothia mucilaginosa等特征菌富集；(2)上下呼吸道微生物迁移频率增加反映屏障功能受损；(3)病原菌-共生菌复杂互作网络促进疾病微环境形成。这些发现为开发基于菌群调控的PTB辅助诊疗策略提供了理论依据，尤其Rothia mucilaginosa可能成为新的干预靶点。未来研究需扩大样本验证菌群标记物的临床价值，并探索特定菌种与MTB的相互作用机制。