《Nature Microbiology》：Empiric azithromycin alters the upper respiratory microbiome and resistome without anti-inflammatory benefit in COVID-19
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本文基于一项大型前瞻性队列研究，揭示了在COVID-19住院患者中经验性使用阿奇霉素，虽无抗炎或临床获益，却显著改变了上呼吸道微生物组的组成，富集了潜在致病菌，并快速、持久地增加了大环内酯/林可酰胺/链阳霉素（MLS）类耐药基因的表达。这为评估抗生素在病毒性呼吸道感染中的滥用风险及其对微生物组和耐药基因库的深远影响，提供了重要的转录组学证据。
研究概览与队列特征
该研究在一个大型、前瞻性、多中心观察性队列——COVID-19队列免疫表型评估（IMPACC）中展开，纳入了1164名COVID-19住院成人患者。根据抗生素暴露情况，患者被分为三组：经验性接受阿奇霉素±其他抗生素治疗组（Azithro组，n=366）、未使用任何抗生素组（No-Abx组，n=474）以及使用除阿奇霉素外其他抗生素组（Other-Abx组，n=324）。研究团队利用纵向采集的鼻拭子样本进行了宏转录组学（RNA-seq）分析，以评估抗生素暴露对上呼吸道微生物组、真菌组、耐药组及宿主免疫反应的影响。
分析显示，阿奇霉素的使用在疾病最严重的患者中最为常见，通常在入院一周内开始使用，中位治疗天数为2天，并常与头孢曲松或万古霉素联用。
阿奇霉素暴露改变呼吸道微生物组
通过分析抗生素治疗早期（1±1天）和典型疗程（5±1天）后的样本，研究发现阿奇霉素暴露与上呼吸道细菌相对丰度的显著降低相关。这种效应在治疗1天后即可观察到，并在治疗5天后持续存在。与此同时，阿奇霉素治疗还与上气道真菌相对丰度的增加有关。尽管微生物群落的α多样性（物种内丰富度和均匀度）未因阿奇霉素治疗而改变，但群落的组成（β多样性）出现了显著差异。
进一步的差异丰度分析揭示了更具体的变化：阿奇霉素治疗与上气道中潜在致病菌属（如葡萄球菌属(Staphylococcus)和克雷伯菌属(Klebsiella)）的富集，以及几种典型共生菌属（如奈瑟菌属(Neisseria)和梭杆菌属(Fusophilus)）的耗竭相关。在物种层面，例如，富集的葡萄球菌中主要为金黄色葡萄球菌(S. aureus)和表皮葡萄球菌(S. epidermidis)。
此外，对微生物代谢通路的功能分析未发现差异，阿奇霉素治疗也未改变上呼吸道中SARS-CoV-2的相对丰度。
阿奇霉素暴露改变呼吸道抗菌素耐药组
研究重点关注了抗生素暴露对呼吸道抗菌素耐药基因库（耐药组）的影响。结果显示，阿奇霉素暴露导致了耐药组组成的显著改变。由于阿奇霉素属于大环内酯类抗生素，研究特别关注了介导大环内酯/林可酰胺/链阳霉素（MLS）类耐药的基因。
研究发现，与未使用抗生素或使用其他抗生素的患者相比，接受阿奇霉素治疗的患者其上呼吸道中可检测表达的MLS耐药基因数量显著增加。这种增加在治疗1天后即出现，并在治疗5天后持续。纵向模型进一步证实，阿奇霉素暴露天数的增加与可表达MLS耐药基因数量的增加直接相关。更重要的是，MLS耐药基因在整体耐药组中的比例也因阿奇霉素治疗而大幅上升，从基线约24.5%增至治疗5天后的约42.9%。这种耐药基因的富集效应具有持续性，即使在停用阿奇霉素7-10天后依然存在。
在上气道微生物组中，ermA和msrA是最常见的MLS耐药基因。通过多维相关性分析，研究发现这些MLS耐药基因的表达与多种细菌属的丰度呈正相关，关联对象既包括潜在致病菌（如葡萄球菌属、链球菌属），也包括常见共生菌（如棒状杆菌属(Corynebacterium)、懒惰球菌属(Dolosigranulum)）。例如，mphC、msrA等基因与金黄色葡萄球菌的丰度显著相关。利用综合抗生素耐药数据库（CARD）的病原体溯源工具进行的分析，也进一步支持了MLS耐药基因与特定病原菌（如化脓性链球菌(S. pyogenes)与ermA，金黄色葡萄球菌/表皮葡萄球菌与ermC）之间的关联。
阿奇霉素未改变宿主炎症反应
尽管既往研究提示大环内酯类抗生素具有免疫调节特性，这也是COVID-19疫情初期其被广泛使用的原因之一，但本研究旨在验证阿奇霉素在急性COVID-19背景下是否能调节宿主炎症反应。通过对患者气道和外周血单核细胞（PBMC）的转录组进行差异基因表达分析，研究发现，在接受了5±1天阿奇霉素治疗的患者中，与未使用抗生素的患者相比，无论是气道还是血液，均未发现任何差异表达的炎症相关基因。这表明，在COVID-19住院患者中，阿奇霉素并未产生有意义的抗炎或免疫调节效果。
讨论与总结
这项大规模研究证实，在COVID-19住院患者中经验性使用阿奇霉素，会快速并持久地改变上呼吸道微生物组和耐药组的组成。主要发现包括：导致潜在致病菌（如葡萄球菌、克雷伯菌）富集；显著增加可表达的大环内酯类耐药基因（MLS ARGs）的数量和比例，且此效应在停药后仍持续；同时，未观察到任何抗炎或降低病毒载量的益处。
这些发现与先前在非洲儿童中进行的阿奇霉素大规模分布研究（MORDOR试验）结果相呼应，但本研究将关注点延伸至呼吸道，并在转录功能层面提供了更直接的证据。研究强调了不当使用阿奇霉素治疗病毒性呼吸道感染的潜在危害：它不仅无法带来临床获益，反而会驱动抗菌素耐药性（AMR）的扩大，并破坏呼吸道微生物群的健康平衡，可能增加未来继发细菌感染的治疗难度。
研究的优势在于其大规模多中心队列设计、详细的临床表型、呼吸道宏转录组学的应用以及严格的数据质控。局限性包括观察性研究设计本身、短读长测序技术限制了对耐药基因与特定菌株进行精确关联的能力，以及鼻拭子样本仅代表上呼吸道而非下呼吸道的情况。
综上所述，本研究为评估抗生素在病毒性疾病中的经验性使用风险提供了重要证据，强调了抗菌药物管理（Antimicrobial Stewardship）在遏制耐药性传播和保护微生物组健康方面的至关重要性。
