科普 | 肺部微生物组知多少?
当我们出生时,我们的肺被认为是无菌的。但是从我们第一次呼吸的那一刻起,我们纯净的肺部暴露于空气中的所有细菌。过去十年,已经清楚认识到肺部迅速获得大量不同微生物(主要是细菌和病毒)的种群,这些微生物在肺部定植并在我们的余生中一直陪伴着我们。这群微生物被称为肺微生物组。归功于遗传学,我们现在对肺微生物组有了更多的了解。在过去,鉴定肺部存在的细菌类型取决于能否在实验室中培养,而对于许多类型的细菌来说,这是很困难的。最近发生的重大变化是通过使用DNA测序,来识别不同菌种及其相对丰度。这可以通过取自肺部或痰液的样本来完成。
肺微生物组是好还是坏?
我们都知道肺中的细菌可能是有害的。当有害细菌繁殖时,会引起肺炎,即使有抗生素仍可能致命。然而,似乎肺微生物组通常以平衡状态存在,使得有害细菌的数量不足以引起肺炎。事实上,有可能正是因为在肺部存在如此多样化的微生物,才使得有害微生物难以繁殖和引起疾病。
肺微生物组之所以重要是有多重原因的。当我们有潜在胸腔疾病时,尤其是当肺部发生显著结构变化时,肺微生物组会发生变化。囊性纤维化就是一个很好的例子。在这种疾病中,基因的一个缺陷改变了一种蛋白质,它控制着盐进出细胞的运动。囊性纤维化会引起粘稠的痰和感染,进而会对呼吸道造成结构性损伤—— 一种叫做支气管扩张的疾病。
这使得一些细菌——尤其是假单胞菌——在肺中更容易生长,而且很难清除这些细菌。肺部持续的炎症会导致更多的损伤,胸腔疾病也会恶化。因此,治疗是为了试图根除这些有害的细菌,但是长期感染一旦建立,就很难清除了。长期以来,治疗囊性纤维化患者感染的困难是众所周知的。最近,人们开始关注其他更常见的胸腔疾病,如哮喘或慢性阻塞性肺病(COPD),是否发生肺微生物组的变化。最近的研究表明,患有这些疾病的患者,呼吸道中生长的微生物与健康人群中生长的微生物不同。这就提出了一个有趣的可能性,即不同的微生物可能在某种程度上导致了这些疾病的发展,或者在疾病发展后,改变疾病的严重程度。
如果它确实证明了我们肺部的不同类型的微生物是导致胸腔疾病发展的部分原因,那么改变肺微生物组可能是一种有效的治疗方法。通过将“友好”的细菌接种到肠道或肺中,直接改变肺微生物组,目前在动物身上已经进行了试验。然而,这种方法在其他类型的疾病中也有作用,特别是在条件性肠道疾病中的应用,例如肠易激综合症的治疗。
改变肺部微生物组
作者认为关于肺微生物组最重要的问题是改变它是否有助于治疗或预防胸腔疾病。哮喘就是一个很好的例子。众所周知,儿童早期接触感染低的国家哮喘的发病似乎更为常见。也有人认为,这种风险增加是由于在早期生活中缺乏对微生物的接触(一种叫做“卫生假说”的想法)。
一些研究表明,通过鼓励早期接触微生物,可以减少哮喘的风险,例如在农场等更脏的环境中花费更多的时间。不管这种方法是否长期有效,目前还不清楚,但如果确实如此,那么改变肺微生物组似乎是具有有益影响的。
本文由微生太群友任晓萌编译,江舜尧编辑。可联系江舜尧(微信二维码见本文末)获取免费转载权限;没有获得授权不能转载。