结核病和社区获得性肺炎患者上呼吸道和下呼吸道微生物组的宏转录组分析

《BMC Infectious Diseases》：Metatranscriptomic analysis of upper and lower respiratory tract microbiomes in patients with tuberculosis and community-acquired pneumonia

摘要

背景

尽管在许多呼吸系统疾病中观察到了肺部微生物组的变化，但结核病（TB）患者的肺部微生物组仍大部分尚未明确。本研究的目的是利用宏转录组学方法，确定并比较结核病患者和社区获得性肺炎患者上呼吸道与下呼吸道微生物群的组成、宿主基因表达的变化以及功能通路的激活情况。

方法

2020年11月至2021年11月期间，从住院的结核病或社区获得性肺炎患者中收集了42份支气管肺泡灌洗液样本、10份口咽拭子和10份鼻咽拭子，用于RNA测序，这些样本均在患者入院后72小时内采集。同时从美国国家生物技术信息中心数据库下载了28名健康对照者的数据。

结果

结核病患者样本中最常见的微生物是普雷沃氏菌（Prevotella）、大肠杆菌（Escherichia）、分枝杆菌（Mycobacterium）和疣球菌（Verrucoccus）。与健康对照组相比，结核病组和社区获得性肺炎组之间以及上呼吸道与下呼吸道之间的微生物多样性存在显著差异。还观察到了微生物相互作用的改变。Rothia和分枝杆菌被确定为结核病组的标志微生物，这些微生物表现出SNAP25、MGAM2、CNTN4、MMP12和GPR174的表达增加，而IL36A、RHCG和CYP2B6的表达则相对下调。在所有患者组中，差异基因富集的通路相似，尤其是涉及神经活性配体受体相互作用和Ca²⁺信号通路。结核病患者与社区获得性肺炎患者在细胞因子-细胞因子受体相互作用通路方面存在差异。检测到的最常见的抗生素耐药基因使细菌对β-内酰胺类和大环内酯类药物产生耐药性。口咽拭子中的抗生素耐药基因比鼻咽拭子中的更为丰富。

结论

结核病和社区获得性肺炎患者以及不同呼吸道部位的微生物群组成和宿主表达谱存在差异。这些肺部微生物群的变化可能会影响肺部疾病的发展和预后。