《Frontiers in Cellular and Infection Microbiology》：Age-specific vaginal microecological dysbiosis associated with HPV infection: a large-scale cross-sectional study with targeted functional sequencing validation
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本研究通过大规模横断面分析（n=23,672）结合靶向16S rRNA测序，首次系统揭示了人乳头瘤病毒（HPV）感染对阴道微生态的年龄依赖性重塑作用。研究发现中年女性（35-44岁）是HPV驱动微生态失调的关键窗口期，表现为细菌性阴道病（BV）患病率升高、唾液酸酶活性增强，以及脂多糖生物合成（FC=37.3）、花生四烯酸代谢（FC=33.3）和NOD样受体信号通路（FC=62.1）的显著激活。该研究为开发年龄特异性的HPV微生态干预策略提供了重要依据。
引言
阴道微生态系统是女性生殖道的关键免疫屏障，其通过酸化环境、抗菌物质分泌和竞争性排斥作用抑制病原体定植。这一生态系统随着青春期、妊娠期、围绝经期和绝经后等阶段的激素变化而动态演变，改变微生物结构、炎症状态和感染易感性。尽管横断面研究提示微生物多样性存在年龄相关变化，但连接微生态变化与临床感染（如细菌性阴道病BV和外阴阴道假丝酵母菌病VVC）的大型纵向证据仍然有限。持续人乳头瘤病毒（HPV）感染是宫颈癌及其癌前病变的核心原因，其清除或持续存在取决于局部免疫微生态网络的调控。现有大规模研究主要集中于BV，缺乏对其他阴道炎类型（如需氧菌性阴道炎AV、VVC、滴虫性阴道炎TV和细胞溶解性阴道病CV）的HPV风险定量数据，且缺乏年龄分层风险模型。
材料与方法
研究纳入了福建医科大学附属福建省妇幼保健院2018年3月至2021年6月期间的23,672名参与者，并分为四个年龄组（18-34岁、35-44岁、45-55岁、>55岁）。通过革兰氏染色、pH值、过氧化氢（H2O2）、白细胞酯酶和唾液酸酶检测评估阴道微生态。对2,116名女性进行了HPV基因分型。统计分析采用单因素筛查、LASSO回归进行变量选择和多因素逻辑回归以确定独立的微生态风险因素，并对所有检验进行Benjamini-Hochberg错误发现率（FDR）校正。一个靶向子集（n=88）进行了16S rRNA测序，使用LEfSe和随机森林进行差异分类群分析，以及BugBase表型预测和COG/KEGG通路分析，以验证年龄特异性的HPV-微生物组相互作用。
结果
年龄分层的阴道微生物群组成、稳态和感染风险的轨迹
阴道微生物群在密度、多样性和炎症标志物方面表现出显著的年龄依赖性改变。正常菌群比例从最年轻组的78.7%线性下降至最年长组的48.8%。多样性在围绝经期达到峰值（正常丰富度为67.1%），随后在绝经后下降（53.5%）。阴道pH值逐渐碱化，pH≥4.6的比例在最年长组增加至90.0%。产过氧化氢（H2O2）乳杆菌在中年达到最低点。炎症标志物随年龄增长持续上升：白细胞酯酶阳性率从22.5%增加至77.1%，唾液酸酶活性同样升高。BV患病率在45-55岁最高（37.8%），而VVC在35-44岁达到峰值（15.0%），并在55岁后显著下降至2.3%。总体而言，阴道炎患病率在最年长组下降。
HPV感染与阴道微生态的关联
在同时接受HPV和阴道微生态检测的2,116名女性中，HPV感染与选择性而非全局性的微生态紊乱相关。HPV阳性女性表现出更高的异常细菌密度率（37.28% vs. 29.14%），而微生物多样性在两组中均保持较高水平（>90%正常）。组间的主要差异局限于特定的阴道感染。BV在HPV阳性女性中更为普遍（41.58% vs. 36.46%），其酶学标志物唾液酸酶也呈现相同趋势（28.14% vs. 21.69%），提示HPV与富含厌氧菌的环境存在关联。相反，VVC在HPV阳性女性中较少见（10.57% vs. 15.66%）。功能性乳杆菌活性，通过H2O2产生量评估，在HPV阳性女性中降低（76.17% vs. 80.62%），提示杀菌能力受损。
年龄分层的HPV阳性和阴性女性阴道微生物群动态
在558名HPV阳性女性中，衰老与细菌密度和多样性的进行性失调相关，同时优势菌从乳杆菌（革兰氏阳性杆菌）转变为厌氧菌（革兰氏阴性杆菌）。阴道pH值随着乳杆菌减少而升高，尽管产H2O2乳杆菌矛盾性地增加。BV保持高患病率且无显著年龄进展，而VVC减少。炎症在所有年龄组中均持续升高（>82%）。在1,558名HPV阴性女性中，乳杆菌在44岁后急剧减少，厌氧菌在围绝经期达到峰值（50.4%），pH≥4.6在绝经后达到90.8%。H2O2阳性率反弹至94.7%，提示代偿性活动。BV随年龄显著增加，而VVC和TV减少。AV在年长女性中出现。
年龄分层的HPV感染微生态风险因素
多变量逻辑回归分析显示，BV是HPV感染的显著独立风险因素（aOR = 1.284）。相反，AV（aOR = 0.575）和VVC（aOR = 0.663）对HPV感染显示出独立的保护作用。年龄是一个关键修饰因子，>55岁女性相比18-34岁参考组HPV阳性几率高出1.940倍。此外，H2O2阳性与HPV风险降低独立相关（aOR = 0.758）。年龄分层亚组分析揭示了女性生命周期中风险因素谱的显著异质性。在18-34岁女性中，BV是主要独立风险因素（aOR = 1.388），而VVC（aOR = 0.661）和H2O2阳性（aOR = 0.593）具有保护作用。35-44岁年龄组表现出最显著的风险模式，BV显示HPV感染几率显著升高（aOR = 1.638）。相比之下，45-55岁和>55岁女性未显示显著的独立风险因素。
靶向16S rRNA测序揭示年龄特异性微生物群失调和功能重编程
PCoA分析显示微生物群结构存在年龄特异性分离。HPV状态在年轻组（18-34岁）未显著分离微生物群组成，但在年长组中分离明显，效应值随年龄增加。α多样性指标显示出异质性和年龄特异性模式。FDR校正分析证实HPV相关的微生物多样性升高主要集中于中年和绝经后女性，强化了35-44岁这一关键窗口期，病毒和激素损伤协同驱动失调。LEfSe分析发现35-44岁HPV阳性女性中厌氧菌分类群（如加德纳菌Gardnerella、阿托波菌Atopobium）富集，而乳杆菌在HPV阴性组中占主导地位。BugBase表型预测显示35-44岁HPV阳性女性中厌氧和致病表型丰度更高。KEGG通路分析表明，HPV诱导的微生物代谢改变表现出显著的年龄依赖性。最深刻的代谢失调出现在中年（35-44岁），HPV阳性女性表现出促炎通路的显著富集，包括NOD样受体信号通路（FC = 62.06）、花生四烯酸代谢（FC = 33.27）和脂多糖生物合成（FC = 37.30）。同时，氨基酸代谢上调和乙苯降解下调表明解毒能力受损。值得注意的是，凋亡通路受到抑制（FC = 0.35）。围绝经期（45-55岁）和绝经后（>55岁）女性显示最小的HPV相关代谢改变。
讨论
本研究的大规模年龄分层分析揭示了HPV感染作为年龄相关微生物转变的主动调节因子，而非仅仅是被动关联。我们确定了一个关键的中年易感窗口期（35-44岁），在此时期内病毒和激素损伤协同加速失调。H2O2缺失是年轻人最强的风险因素，这与机制研究相符。乳杆菌优势的线性下降和pH值逐渐碱化印证了社区状态类型（CST）的转变。然而，本队列独特地揭示了微生物多样性在围绝经期（45-55岁）达到峰值，随后在绝经后稳定，这可能反映了围绝经期激素波动。HPV感染积极重塑这些年龄相关的动态。多变量分析表明，HPV加剧了“雌激素悬崖”效应，特别是在中年（35-44岁），协同加速BV表型和唾液酸酶活性。这种病毒-细菌协同作用似乎由免疫代谢重编程介导。VVC患病率与HPV感染负相关，这可能反映了免疫介导的竞争或生态位空间的直接竞争。BV是最普遍的失调，其特征是乳杆菌减少和厌氧菌增殖。与本研究的发现一致。我们的显微镜形态优势框架，而非CST分配，是基于临床可转化性。双峰HPV感染模式，在年轻（<30岁）和老年（≥60岁）女性中达到峰值，与既定的人口统计学特征一致。
本研究存在几个关键局限性。横断面设计无法确定时间关系。排除接种疫苗的参与者消除了混杂因素，但无法评估疫苗-微生物组相互作用。16S验证队列对于稀有分类群和稳健的CST分类效力不足。PICRUSt2功能预测需要宏基因组学验证。尽管如此，我们的研究阐明了年龄特异性的临床意义。中年女性（35-55岁）成为加强厌氧菌失调和BV生物标志物监测的优先群体。恢复乳杆菌优势或抑制厌氧菌的干预措施在这个雌激素波动窗口期可能特别有效。对于年轻女性，维持健康微生物群以预防VVC可能间接支持防御HPV。相反，老年女性可能需要结合侧重于微生物群恢复和粘膜健康的策略。
结论
总之，我们的年龄分层分析揭示，HPV感染主动修饰而非仅仅伴随阴道微生物群衰老轨迹，在中年窗口期（35-44岁）观察到关键的协同效应，病毒存在加剧了雌激素失衡驱动的乳杆菌优势下降并加速了失调状态。这些发现主张针对生命阶段特异的临床管理，优先关注中年的失调监测和恢复、维持青年期的正常菌群状态，以及在老年女性中结合粘膜和微生物干预措施，同时将阴道微环境视为HPV易感性的动态参与者。
