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英文題目：Composition and dynamics of the respiratory tract microbiome in intubated patients 中文題目：氣管插管患者的呼吸道微生物組成和動(dòng)態(tài)變化
期刊名：Microbiome 發(fā)表時(shí)間： 2016 影響因子： 9.0 樣本取材：沿著沿氣管內(nèi)管的外緣對(duì)咽后壁使用一次性采樣拭子采集口咽（OP）樣本；沿著氣管內(nèi)管的內(nèi)吸導(dǎo)管收集氣管（ET）樣品，首先使用5毫升無菌生理鹽水沖洗內(nèi)吸導(dǎo)管后，導(dǎo)管會(huì)進(jìn)到遠(yuǎn)端氣管，無菌生理鹽水會(huì)沖洗到氣管并抽吸到Lukens trap中。所有的樣品在60分鐘內(nèi)收集好并立即儲(chǔ)存到−80°C冰箱。 研究背景: 下呼吸道感染(LRTI)是呼吸衰竭（需要?dú)夤懿骞芎蜋C(jī)械通氣）的主要原因。下呼吸道感染也常常發(fā)生在機(jī)械通氣過程中，從而增加了氣管插管患者的發(fā)病率和死亡率。本文主要想了解插管以后呼吸道菌群的動(dòng)態(tài)變化，以及微生物群落結(jié)構(gòu)與感染的關(guān)系。 研究結(jié)果： 受試者特征 包括一些異質(zhì)性的基礎(chǔ)疾病和對(duì)機(jī)械通風(fēng)的急性癥狀(表1)。4個(gè)患者有CAP/HAP記錄；4個(gè)患者有抽吸記錄；4個(gè)患者有臨床VAP記錄；2個(gè)患者在機(jī)械通氣過程中有反復(fù)抽吸記錄；靜脈內(nèi)抗生素暴露在受試者之間也各有不同（圖1）。 表1：受試者特征和肺炎診斷
注：年齡，性別，潛在疾病，和機(jī)械通氣的急性適應(yīng)癥對(duì)15個(gè)受試者進(jìn)行了記錄。Sepsis（cx negative）：無病原體膿毒癥；CAP/HAP：插管后的第一個(gè)48小時(shí)內(nèi)診斷為下呼吸道感染(LRTI)則歸類為CAP/HAP；VAP：插管后的第一個(gè)48小時(shí)后診斷為下呼吸道感染(LRTI)則歸類為VAP；Aspiration：抽吸；Subsequent；Aspiration：反復(fù)抽吸。 HCV：乙型病毒性肝炎；AML：急性髓細(xì)胞性白血?。?/span>BMT：骨髓移植；PE：肺栓塞; PEA: 無脈性電活動(dòng)； ALS：肌萎縮側(cè)索硬化癥；NSCLC：非小細(xì)胞肺癌；OHS：肥胖通氣不足綜合征; ESRD：晚期腎病；HD：血液透析；COPD：慢性阻塞性肺疾??；OLT：肺移植術(shù), GVHD：移植物抗宿主?。?/span>EtOH：酒精；RSV：呼吸道合胞病毒反復(fù)抽吸。
圖1：受試者抗生素暴露。水平灰色條形是每個(gè)受試者的持續(xù)記錄。較薄的水平線表示每個(gè)受試者的靜脈或口服抗生素情況。每種顏色代表不同的抗生素。時(shí)間是從登記記錄前的2天到樣品收集結(jié)束。星號(hào)表示受試者死于ICU。 氣管插管組與健康組相比下呼吸道細(xì)菌群落多樣性明顯降低 健康對(duì)照組每個(gè)個(gè)體的上呼吸道（URT）和下呼吸道（LRT）的細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)很相似（圖2A，B），其主要優(yōu)勢(shì)菌是普雷沃氏菌科，韋榮氏球菌科和鏈球菌科。 與健康對(duì)照組相比，氣管插管者的群落結(jié)構(gòu)具有更大的異質(zhì)性，不同時(shí)間節(jié)點(diǎn)其上呼吸道和下呼吸道的細(xì)菌群落主要被某些特定的細(xì)菌類群所占據(jù)，并且與對(duì)照組不同，氣管插管者在每個(gè)特定時(shí)間其上呼吸道和下呼吸道的優(yōu)勢(shì)菌是不同的。
圖2: 插管組和健康對(duì)照組的上（A）、下（B）呼吸道科水平的細(xì)菌群落熱圖。 插管者的呼吸道菌群由一個(gè)單一OTU占據(jù) 每個(gè)呼吸道樣本的菌落結(jié)構(gòu)比例，結(jié)果發(fā)現(xiàn)相比健康對(duì)照組，在插管組（上呼吸道和下呼吸道）具有最大豐度比例的OUT占據(jù)主要部分，并且Shannon 指數(shù)表明相比健康對(duì)照組，插管組的微生物多樣性更低。
圖3：氣管插管組和健康對(duì)照組的細(xì)菌群落的各OTU的豐度比例。每個(gè)點(diǎn)代表一個(gè)OTU；紅點(diǎn)代表健康對(duì)照組；藍(lán)點(diǎn)代表氣管插管組。 上下呼吸道的細(xì)菌群落多樣性隨著插管逐漸降低 圖2已經(jīng)發(fā)現(xiàn)隨著時(shí)間某些氣管插管者的細(xì)菌群落多樣性逐漸降低。通過GEE模型計(jì)算了插管以后細(xì)菌多樣性的變化，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在上呼吸道和下呼吸道其細(xì)菌群落多樣性Shannon指數(shù)逐漸降低（圖4）。
圖4: 隨著時(shí)間某些氣管插管者的細(xì)菌群落多樣性指數(shù)變化。Healthy Control：健康對(duì)照組；Mechanical Ventilation Day 0：插管24小時(shí)內(nèi)；Mechanical Ventilation Beyond Day 0：插管超過24小時(shí)； 抗生素暴露不能完全解釋插管與呼吸道群落多樣性降低之間的關(guān)系 抗生素素暴露會(huì)混淆或修改呼吸道α多樣性和插管之間的關(guān)系，本文調(diào)查了抗生素暴露的效應(yīng)。我們把圖1的抗生素暴露引入到上面的GEE模型中，結(jié)果發(fā)現(xiàn)引入或者不引入單個(gè)抗生素或抗生素組合沒有太大影響，這說明插管與呼吸道群落多樣性降低之間的關(guān)系并不能單純歸因于插管以后大劑量的抗生素暴露。 下呼吸道群落多樣性降低與下呼吸道感染(LRTI)臨床診斷相關(guān) 我們觀察到插管48小時(shí)幾例個(gè)體(個(gè)體5, 8, 10, 12, 15)的群落多樣性極低，因此試圖探討這種模式與呼吸道感染臨床診斷的相關(guān)性。結(jié)果在插管患者中，我們發(fā)現(xiàn)肺炎的臨床診斷與下呼吸道的群落多樣性進(jìn)一步降低相關(guān)。 臨床培養(yǎng)得到的病原體與16S rRNA測(cè)序得到的結(jié)果一致 受試者下呼吸道細(xì)菌培養(yǎng)鑒定到的病原菌與16S rRNA測(cè)序得到的豐度最高OTUs是一致的，但是16S rRNA測(cè)序得到的部分優(yōu)勢(shì)菌通過傳統(tǒng)培養(yǎng)卻沒有得到，例如細(xì)小支原體和糞腸球菌。 總結(jié)：
• 與健康對(duì)照組上呼吸道和下呼吸道菌群高多樣性相比，氣管插管組在兩個(gè)部位都有較低的菌群多樣性。
• 插管以后，隨著時(shí)間推移，菌群多樣性進(jìn)一步減少。 • 在每個(gè)時(shí)間點(diǎn)上，插管者的呼吸道菌群由單一OUT主導(dǎo)。 • 下呼吸道感染(LRTI)臨床診斷與下呼吸道群落多樣性降低相關(guān)。 • 16S rRNA測(cè)序得到的優(yōu)勢(shì)菌與臨床細(xì)菌培養(yǎng)得到的結(jié)果一致，并且其鑒定到的一部分優(yōu)勢(shì)菌通過臨床細(xì)菌培養(yǎng)沒有得到，例如細(xì)小支原體和糞腸球菌。 • 危重患者呼吸道菌群的縱向分析為洞察和診斷下呼吸道感染的發(fā)病機(jī)制提供了有力依據(jù)。
亮點(diǎn)： 關(guān)于天昊： 天昊生物采用Miseq PE250測(cè)序策略對(duì)細(xì)菌16S rDNA區(qū)/真菌ITS區(qū)/真菌18S rDNA區(qū)的雙V區(qū)或多種單V區(qū)進(jìn)行測(cè)序，使用低循環(huán)數(shù)擴(kuò)增，保證每個(gè)樣品擴(kuò)增的循環(huán)數(shù)統(tǒng)一；采用特殊方法可有效避免系統(tǒng)內(nèi)誤差；數(shù)據(jù)質(zhì)量高，有效序列Q30達(dá)到80%以上；加上最新升級(jí)的分析內(nèi)容和解釋詳盡的結(jié)題報(bào)告，帶您享受極致的微生物擴(kuò)增子測(cè)序體驗(yàn)。
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