《Journal of Microbiology, Immunology and Infection》:Characterization of the Oral Microbiota of Kawasaki Disease Patients by Metagenomic Analysis: A Pilot Study
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本研究针对川崎病(KD)病因不明的临床难题,通过宏基因组测序分析25例KD患儿IVIG治疗前后及健康对照的口腔菌群。结果发现KD患者口腔微生物多样性显著降低,链球菌(Streptococcus)、普雷沃菌(Prevotella)等致病菌富集,而罗氏菌(Rothia mucilaginosa)等抗炎菌减少,并首次发现缺陷贫养菌(Abiotrophia defectiva)与KD显著相关。该研究为口腔微生物作为KD新型生物标志物和治疗靶点提供了理论依据。
在儿童心血管疾病领域,川崎病(Kawasaki disease, KD)始终笼罩着层层迷雾。这种以全身性血管炎症为特征的急性发热性疾病,已成为儿童获得性心脏病的首要病因,但其确切病因至今未明。临床观察发现,患者呼吸道常有IgA+浆细胞浸润,暗示上呼吸道可能是病原体入侵的门户。然而,将呼吸道感染与KD直接关联的证据仍显不足。更棘手的是,尽管大剂量静脉注射免疫球蛋白(IVIG)治疗能将冠状动脉病变(CALs)发生率从25%降至4%,但仍有部分患儿出现治疗抵抗。这些未解之谜促使科学家将目光投向人体微生态系统——特别是与呼吸道紧密相连的口腔微生物群。
既往研究多聚焦肠道菌群与KD的关联,而对口腔这一"呼吸道门户"的微生物生态研究甚少。虽然已有报道提示KD患者口腔菌群存在改变,但由于研究设计和测序方法的局限,口腔微生物在KD发病中的具体作用仍如雾里看花。为此,广州妇女儿童医疗中心团队在《Journal of Microbiology, Immunology and Infection》发表论文,首次采用宏基因组测序技术,对KD患儿IVIG治疗前后的口腔菌群进行全景式解析。
研究人员采用宏基因组下一代测序(mNGS)技术,对25例首次确诊的完全性KD患儿(IVIG治疗前后)和25名年龄性别匹配的健康儿童的口腔拭子样本进行分析。通过DNA提取、去宿主序列、Kraken2物种注释等流程,最终获得2,381个微生物物种的高质量数据。运用Alpha多样性分析、LEfSe差异物种筛选等方法,系统揭示口腔微生物群在KD中的动态变化规律。
微生物多样性特征分析表明,KD患者口腔菌群多样性显著低于健康对照组,Shannon、Chao1等指数均明显下降。尽管IVIG治疗后多样性未出现统计学显著差异,但已呈现恢复趋势。主坐标分析(PCoA)显示三组样本的微生物群落结构存在显著分离,提示KD患者口腔微生态发生整体失衡。
口腔微生物组成变化研究显示,在门水平上细菌占主导地位(77.91%),病毒、真核生物和古菌分别占12.64%、8.86%和0.59%。韦恩图分析发现三组共享936个操作分类单元(OTUs),而健康对照组特有OTUs数量(546个)远多于KD组。在属水平上,KD患者链球菌(Streptococcus)相对丰度升高,普雷沃菌(Prevotella)和韦荣球菌(Veillonella)在IVIG治疗前显著富集,而嗜血杆菌(Haemophilus)、奈瑟菌(Neisseria)和罗氏菌(Rothia)则呈现下降趋势。
潜在微生物标志物鉴定通过LEfSe分析识别出38个差异微生物。值得注意的是,缺陷贫养菌(Abiotrophia defectiva)在KD治疗前组特异性富集,这种条件致病菌已知可引起感染性心内膜炎。相反,溶血孪生球菌(Gemella haemolysans)在IVIG治疗后显著增加。更引人注目的是,副流感嗜血杆菌(Haemophilus parainfluenzae)在健康对照组中丰度最高,且三个嗜血杆菌物种与IVIG治疗前KD患者的白蛋白水平呈正相关。
临床相关性分析发现,小链球菌(Streptococcus cristatus)等4种菌与右冠状动脉Z值正相关,而黏液罗氏菌(Rothia mucilaginosa)则显示显著负相关。这种已知能抑制NF-κB通路活化的抗炎菌,可能对冠状动脉病变具有保护作用。
这项研究首次通过宏基因组学方法系统揭示KD患者口腔微生物群的紊乱特征,为理解KD的发病机制开辟了新视角。研究发现的口腔微生物标志物不仅为KD的早期诊断提供潜在生物标志物,更重要的是提示调节口腔微生态可能成为防治KD的新策略。特别是黏液罗氏菌与冠状动脉病变的负相关关系,以及缺陷贫养菌在KD患者中的特异性富集,为后续机制研究和靶向治疗研发指明了方向。
尽管研究存在样本量有限、观察时间较短等局限,但这项开创性工作无疑为KD研究注入了新的活力。未来通过扩大样本规模、纳入IVIG抵抗患者、结合动物实验验证因果关联,必将进一步揭示口腔微生物群在KD发生发展中的精确作用,最终为征服这一儿童"心脏杀手"提供新武器。