近期研究表明,肠道-肺微生物组失衡(菌群失调)与间质性肺疾病(ILD)存在重要关联。肠道微生物组的变化可能影响肠-肺轴,导致炎症和免疫失调,从而造成肺泡间质损伤和纤维化。
本研究专题旨在通过发病机制、宏基因组学、遗传学、蛋白质组学、诊断和治疗等方面,阐述肠道菌群失调与ILD的关系。这包括关键的ILD亚型,特别是特发性肺纤维化(IPF)、结节病和结缔组织病相关ILD(CTD-ILD)与菌群失调的关系。撰稿人还探讨了现代医学和传统中医疗法,回顾了当代临床研究,提出了未来试验方案,并重要地描述了真菌和细菌感染对肠-肺轴可能造成的损害。
IPF与肺微生物组改变和多样性降低相关,通常表现出更高的细菌负荷,这与疾病进展和死亡率相关。支气管肺泡灌洗液中的细菌丰度与更快的疾病进展、不良结局、促炎细胞因子升高、肺功能测试下降和生存率降低相关。主要存在于消化道中的变形菌门,如链球菌(Streptococcus)、普雷沃菌(Prevotella)和韦荣球菌(Veillonella),表明菌群失调可能驱动纤维化肺部的慢性肺泡损伤和炎症。肺微生物组的变化与急性加重(AE-IPF)以及相关发病率和死亡率增加相关。IPF肺中存在常见的微生物,如厚壁菌门(链球菌、韦荣球菌)、变形菌门、拟杆菌门(普雷沃菌)和放线菌门,这些微生物参与发病机制和疾病进展,为未来的诊断和治疗策略提供了靶点。
宏基因组学有助于识别抗生素耐药基因,提供有关耐药机制的重要信息,并通过改善抗生素管理在治疗方法中发挥不可或缺的作用。宏基因组学有望提高免疫功能低下或重症复杂感染患者的诊断准确性,优化抗生素治疗选择并改善预后。Ma等将宏基因组学与微生物组整合,证明在ILD急性加重期呼吸道微生物群中存在促炎:抗炎失衡,有助于识别感染相关加重和临床管理。
真菌与结节病之间的关系复杂且尚未完全理解。Generalova等提出,血液和呼吸道中的真菌群落失调可作为抗原性疾病生物标志物,为诊断和治疗提供新途径。此外,在血液和肺组织样本中检测到与环境和内源性来源相关的真菌多样性。念珠菌(Candida)、酵母菌(Saccharomyces)和青霉菌(Penicillum)等主要菌属可能与结节病的感染病因、免疫病理发生或进展有关。未来研究应关注真菌的功能活性、宿主相互作用和时间动态,以明确它们在结节病中的作用、持续性和解决机制。在某些情况下可能需要抗真菌治疗。Carbone等报道了肠道微生物群与结节病之间的关系。作者描述了肺微生物组的历史,包括专门针对这一新兴话题的部分,报告了从2010年至今的数据,并探讨了微生物组的作用,及其与肺部疾病相关的免疫系统相互作用,以及癌症和COVID-19感染等相关病理。研究表明,菌群失调是一个新兴且存在矛盾的调查领域,因果推断尚不明确。该疾病受与微生物组相互作用的遗传因素影响。结节病是一种复杂疾病,其遗传因素与环境触发因素、微生物抗原和肠道菌群失调相结合,导致慢性、失调的免疫反应和肉芽肿形成。最后,蛋白质组学研究表明,菌群失调和蛋白质表达在结节病的发展和进展中起着重要作用。
目前对CTD-ILD中菌群失调的认识已相当明确,肠道炎症和免疫调节分子参与肺部疾病的发展。Puppo等报道了与几种CTD-ILD相关的微生物组变化,包括:(i)类风湿性关节炎,(ii)系统性硬化症,(iii)干燥综合征,(iv)系统性红斑狼疮,(v)皮肌炎。CTD-ILD研究主要集中在系统性硬化症上,表明肠-肺菌群失调与疾病密切相关,增加肠道通透性,产生氧化应激并导致肺部炎症。此外,通过益生菌和高纤维饮食的治疗方法通过调节肠-肺轴在CTD-ILD中显示出保护作用。
传统中医认为甘毒清(GDQ)汤剂能够改善慢性气道炎症,调节肺微生物组,并减少肺组织中的病理变化和炎症渗出。此外,与暴露于大气颗粒物(PM)的对照组相比,GDQ治疗通过呼吸参数显示改善了肺功能。Wu等研究了一些免疫细胞标记物,发现这些细胞的失衡对PM诱导的肺损伤至关重要。作者使用基因测序评估了PM暴露对肺微生物组的影响,并研究了GDQ对肺微生物群的影响。结果表明,PM暴露组的肺微生物群多样性和丰富度高于对照组。GDQ可减少PM暴露引起的肺微生物群丰度和多样性的增加。
微生物组分析和选择性消除致病细菌属同时保留有益共生菌的治疗方法,为ILD的及时诊断、个性化治疗和更好预后带来了希望。
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