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儿童中耳炎(COME)患者与 cochlear implant 控制组中耳微生物组差异研究,采用16S rRNA测序发现COME组微生物多样性显著降低,但对照组中耳样本多无菌,提示中耳菌群异常可能为COME病理机制。
阿方索·卡埃塔(Alfonso Caetta)| 戴维斯·阿森(Davis Aasen)| 帕特里克·亚当奇兹克(Patrick Adamcyzk)| 袁汉书(Hanshu Yuan)| 周彦娇(Yanjiao Zhou)| 丹尼尔·罗伯茨(Daniel Roberts)| 克里斯托弗·格林德尔(Christopher Grindle)| 斯科特·斯科姆(Scott Schoem)| 艾米·休斯(Amy Hughes)
康涅狄格大学健康中心(UConn Health)
引言
人体微生物组包括所有生活在人体表面的细胞生物,包括细菌、病毒、寄生虫和真菌等。这些微生物存在于上皮组织表面,如皮肤或黏膜。许多研究表明,微生物群的差异可能导致患者易患各种疾病。这一点在脑-肠关联以及皮肤微生物组的研究中得到了最有力的证实。1
头部和颈部区域尤其值得关注,因为该区域有许多与外界相通的解剖结构,从而导致微生物在该区域的定植程度远高于人体细胞本身。文献记载,湿润的皮肤部位细菌负荷较高,同时皮肤多样性较低。3由于耳朵、鼻子和喉咙这些部位较为湿润,我们更有可能识别出常见的微生物种类。
最近的研究指出,目前对头部和颈部微生物组的了解还不够充分。4这也包括儿科领域的相关研究。中耳空间是一个特别值得关注的领域:中耳积液性中耳炎(Otitis media with effusion)是儿童听力损失的最常见原因。52019年的一项小型研究使用16s rRNA测序技术,比较了急性中耳炎发作前后的鼻咽部微生物组以及6名患者的积液样本。研究发现,中耳炎期间微生物多样性降低,且中耳样本与鼻咽部样本之间没有显著差异。6然而,也有研究质疑中耳与腺样体之间存在共同微生物组的假设7, 8,这强调了直接从中耳本身获取数据的重要性。
2019年的一项更大规模研究(n=50)分析了患有慢性中耳炎且伴有或不伴有下呼吸道疾病的患者的中耳样本的16s rRNA。研究发现,伴有下呼吸道疾病的患者微生物多样性较低,并且有趣的是,他们并未发现特定的核心微生物组9。另一项针对接受耳科手术(包括鼓室成形术)的成人和儿童(n=155)的研究发现两组患者的微生物群落具有多样性,但由于部分患者存在鼓膜穿孔,导致研究结果受到干扰10。另一项针对伴有积液性中耳炎(OME)的儿童(n=39)的研究比较了常规耳培养和16S rRNA测序的结果,发现两种方法的结果不一致,并检测到了Alloiococcus菌属的存在,但由于缺乏外部和内部对照组,该研究的可靠性有限11。
正如最近的一篇综述所指出的,仍有许多领域需要进一步研究。12本研究旨在探讨这些问题。研究重点比较了需要使用通气管的积液性中耳炎患者与正常中耳结构患者的微生物组差异。此外,还评估了外耳的微生物组,主要作为污染控制的参考。通过直接采样,我们不仅能够确定“正常”中耳微生物组的特征,还首次识别出了真菌种类,这在现有文献中是较为新颖的发现。接受人工耳蜗植入但无其他耳科病史的患者的中耳也适合作为对照组,因为他们的中耳功能正常。迄今为止,尚未有研究将正常中耳的样本与慢性中耳积液患者的样本进行比较。这项研究将有助于进一步阐明影响积液性中耳患者微生物失衡的机制。
由于儿童中耳微生物组尚未得到充分研究,这是首次使用16s rRNA基因序列分析来比较需要使用通气管的慢性积液儿童与无感染性耳部病变儿童的样本。鉴于微生物耐药性的出现和患者不良事件的发生,抗生素的过度使用在现代医学中是一个严重问题。了解病理状态下的中耳微生物组与正常状态下的差异有助于开发针对性的治疗方法。
研究人群
本研究获得了康涅狄格儿童医院(Connecticut Children’s Hospital,CC)机构审查委员会的批准(研究编号#23-026)。所有研究方法均遵循相关机构指南和规定。所有参与者及其监护人均签署了书面知情同意书。在常规门诊就诊过程中,筛选出0-18岁的儿童作为研究对象。研究分为两个队列。
结果
研究人群的人口统计信息见表1。两组人群在统计学上没有显著差异(χ2(3, N = 26) = 5.0738, p-value = 0.0791)。20名中耳积液患者中有15名(75%)和6名人工耳蜗植入患者中有0名(0%)有耳部感染史。20名中耳积液患者中有15名(75%)的样本以及6名人工耳蜗植入患者中的6名(100%)的样本被实验室判定为无菌,不适合进一步分析。
讨论
关于中耳微生物组在积液性中耳炎(COME)发病机制中的作用仍存在争议。本研究首次使用16S rRNA测序技术,直接比较了需要使用通气管的儿童中耳积液患者与解剖结构和功能正常的对照组的中耳微生物组。研究结果显示,6名对照组儿童的中耳样本(100%)和20名积液性中耳炎患者中的15名(75%)的样本均为无菌。
作者贡献声明
斯科特·斯科姆(Scott Schoem):方法学设计、研究实施、数据分析、概念构思。周彦娇(Yanjiao Zhou):数据验证、项目监督、方法学设计、资金筹集、数据分析、概念构思。袁汉书(Hanshu Yuan):写作与编辑、初稿撰写、数据可视化、软件使用、资源协调、方法学设计、数据分析、概念构思。克里斯托弗·格林德尔(Christopher Grindle):写作与编辑、初稿撰写、项目协调
利益冲突声明
作者声明不存在可能影响本研究结果的已知财务利益或个人关系。