西北大学科学家可能发现了一种先前未知的、隐藏在肺炎中的关键因素。在一项新研究中，科学家发现肺部自身的微生物群落（即微生物组）似乎影响着疾病的发展进程、哪些患者对治疗反应良好，以及患者是成功康复还是持续恶化。
研究团队通过对肺炎患者的肺部样本进行分析，追踪了微生物生态系统和免疫反应如何随时间演变。在他们的发现中，研究人员发现最有可能康复的患者具有两个共同特征：他们的肺部微生物组与口腔微生物组相似，且其微生物群落是动态变化而非稳定的。
这些发现最终可能帮助医生预测患者预后、定制个性化抗生素治疗方案，并开发培育肺部有益微生物的疗法。根据美国疾病控制与预防中心（CDC）的数据，这些发现还有助于提高对这种难以捉摸的疾病的理解，该疾病每年在美国夺去数万人的生命。
这项研究发表在《细胞宿主与微生物》期刊上。
"大多数人熟悉肠道微生物组或皮肤微生物组，但惊讶地发现呼吸道也有微生物组，"领导这项研究的西北大学埃丽卡·哈特曼表示。
"长期以来，人们实际上认为肺部是无菌的，微生物仅在感染期间存在。事实证明并非如此。我们想知道微生物组是否有助于解释为什么一些肺炎患者对治疗有反应而其他患者没有。最终，我们希望这能带来更好的诊断方法和改善患者预后。"
作为微生物组专家，哈特曼是西北大学麦考密克工程学院的土木与环境工程副教授。该研究是与西北大学"肺炎治疗成功临床反应"（SCRIPT）项目合作进行的。研究合著者理查德·温德林克博士是西北大学费恩伯格医学院的医学教授，也是SCRIPT项目的首席研究员。
肺炎固有的不可预测性
据CDC统计，每年肺炎导致美国约120万人前往急诊室就诊。尽管这种疾病很普遍，但肺炎仍然出人意料地难以预测和治疗。即使两名患者获得相同诊断并接受相同抗生素治疗，他们的结果也可能大相径庭。
"肺炎是通过症状而非病因来定义的，"哈特曼说。"很大一部分肺炎患者，医生无法确定是细菌性、病毒性还是真菌性。医院获得性肺炎和社区获得性肺炎也大不相同。根据患者所患细菌感染的类型，抗生素可能有效也可能无效。"
"这种不可预测性已严重阻碍了理解肺炎发病机制的研究工作，"温德林克表示。
"长期以来，我们一直使用19世纪的细菌培养工具来研究这一重要的21世纪问题。像这样的测序数据将使我们更深入地了解患者如何患上肺炎、实际上导致肺炎的微生物是什么，以及最终，导致我正在治疗的患者患肺炎的病原体是什么。"
识别四种不同的"肺炎微生物类型"
为了更好地了解这种疾病，哈特曼和她的合作者旨在识别肺炎患者中存在的微生物。在西北医学中心与温德林克合作，科学家们从医院重症监护病房中200多名重症肺炎患者身上采集了多个肺部样本。然后，他们识别了样本中的微生物并测量了存在的细菌数量。
在追踪微生物组随时间的变化后，研究团队确定了四种与不同类型肺炎相关的独特微生物模式，即"肺炎微生物类型"，包括社区获得性、医院获得性和呼吸机相关性肺炎。
患者的肺部微生物要么主要由通常在口腔中发现的微生物主导，要么由皮肤微生物主导，或是两者的混合。第四种肺炎微生物类型则由常见病原体金黄色葡萄球菌主导。
哈特曼和她的团队发现，肺部微生物组和宿主的免疫反应是相互关联并共同变化的。他们还发现，具有口腔样肺炎微生物类型的患者更有可能成功康复。皮肤样和混合型肺炎微生物类型与康复没有明确关联，但也与病情恶化没有明确关联。而具有金黄色葡萄球菌主导型肺炎微生物类型的患者往往预后最差。
"我们仍在努力理解这意味着什么，"哈特曼说。
"一个推测性假设是，肺部已经持续暴露于类似口腔的微生物。上呼吸道包括口腔和喉咙，因此唾液不断向下移动并被咳回。免疫系统可能已经适应了这些类似口腔的微生物，因此当遇到它们时知道如何做出反应。"
变化与成功相关联
科学家们还发现，最差的预后与最稳定的肺部微生物组相关联。
"肺部就像任何其他生态系统，"哈特曼说。"当生态系统受到干扰时，它会变化。这些变化可能赋予它驱除病原体的潜力。但如果群落过于稳定，那么它可能不够灵活，无法保护自己。不过，我们真的还不知道，所以这些都高度具有推测性。"
为了帮助证实这些推测，哈特曼和她的合作者计划在细胞培养中进行实验。研究团队只能通过支气管镜检查获取肺部样本，这要求患者已经使用呼吸机。尽管实验包括了没有肺炎但使用呼吸机的患者作为对照组，但无法包括健康对照组。
"展望未来，我们希望培养这些生物并将它们放入烧瓶中，观察它们如何相互作用，"哈特曼说。"但似乎微生物群落和不同的肺炎微生物类型确实很重要。肺炎微生物类型是否保持稳定也很重要。这很令人着迷。"
更多信息：肺部微生物群落变化与肺炎进展的不同模式相关，《细胞宿主与微生物》(2025)。DOI: 10.1016/j.chom.2025.11.011。
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