微生物群与败血症的叙事性综述:宿主的背叛?Narrative review on microbiota and sepsis: the host’s betrayal? | Internal and Emergency Medicine

环球医讯 / 硒与微生态来源:link.springer.com意大利 - 英语2026-01-01 23:31:14 - 阅读时长22分钟 - 10870字
本文综述探讨了肠道微生物群与败血症之间的复杂关系,指出长期以来被认为与人体健康关系不大的肠道微生物可能在败血症发展中扮演关键角色。研究表明,宿主-微生物平衡的破坏不仅导致肠屏障完整性受损、微生物易位,还会引发免疫反应失调,而菌群失调可能是败血症进展的主动驱动因素而非单纯后果。文章详细分析了肠屏障、肠道微生物群和免疫系统构成的"关键三角",以及菌群失调如何通过"肠-肺轴"、"肠-脑轴"等机制影响多器官功能。此外,文章还评估了粪便微生物群移植、靶向益生菌等新型疗法在败血症治疗中的潜力,并指出将微生物组分析与多组学技术结合可能为败血症的精准医疗开辟新途径。
微生物群败血症肠道屏障菌群失调免疫功能肠漏生物标志物FMT益生菌益生元后生元精准医学
微生物群与败血症的叙事性综述:宿主的背叛?

摘要

败血症仍然是全球发病率和死亡率的主要原因。越来越多的证据表明,长期以来被认为与人体健康"不太相关"的肠道微生物群在败血症的病理生理学中发挥着关键作用。宿主-微生物平衡的破坏导致屏障完整性受损、微生物易位和免疫反应失调。这一观点提出了一个可能性:菌群失调不仅仅是重症疾病的后果,而是败血症进展的主动驱动因素。本叙事性综述探讨了败血症与肠道微生物组之间的关系。我们从PubMed、Scopus和EMBASE数据库创建至2025年9月进行了文献检索。近期研究强调了肠屏障、肠道微生物群和免疫系统之间的三角相互作用。微生物组成的改变和通透性增加促进了全身性炎症和免疫功能障碍。二胺氧化酶和肠脂肪酸结合蛋白等生物标志物正成为肠道损伤的有希望指标。实验性疗法(如粪便微生物群移植、靶向益生菌、益生元、后生元以及由微生物谱指导的个性化抗生素方案)提供了调节宿主-微生物相互作用的潜力。将微生物组分析与多组学和高级生物信息学相结合,可能通过微生物特征对败血症患者进行分层,为精准医疗方法铺平道路。调节肠道微生物群代表了败血症治疗的新前沿。将败血症概念化为宿主-微生物共生失调的疾病,可能会揭示新的诊断和治疗策略。未来的研究应优先考虑高质量的试验、创新设计和公平实施,以靶向微生物群改善败血症患者的生存和恢复。

引言

败血症和休克是现代医学中最具挑战性的问题之一[1]。尽管经过数十年的研究,脓毒性休克的死亡率仍介于30%至50%之间,且治疗创新仍远未令人满意[1,2]。多年来,败血症的病理生理学一直通过系统性炎症、内皮功能障碍和免疫衰竭的视角来理解[3,4]。然而,最近的证据指向肠道微生物群及其相关变化(即菌群失调)所发挥的关键作用,这可能影响败血症/脓毒性休克的临床特征和结局[5,6,7,8]。一旦被认为重要性有限的人类微生物组,如今已被认为是一个动态且代谢活跃的器官,其对全身生理的影响可能与心脏、肝脏或肾脏一样深远[9,10]。在败血症中,肠道微生物群可能不仅仅是附带损害,而是宿主崩溃的积极参与者[6,7]。

胃肠道对危重病的发展至关重要[6]。事实上,上皮完整性丧失、通透性增加和细菌易位长期以来一直被认为是触发和持续系统性炎症的因素,而系统性炎症又是包括败血症/脓毒性休克在内的各种临床表型的共同特征[11]。如果不考虑存在于肠腔内或肠表面粘液层上的微生物群落,就无法理解炎症激活[5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15]。菌群失调,即微生物丰富度和多样性破坏的术语,现已被记录为危重患者的基础特征[6,15]。重症监护病房(ICU)入住仅几天就会影响微生物丰富度,减少共生菌,并促进机会性病原体(如梭菌目、肠球菌或假单胞菌)的增加[16,17]。这使肠道从共生场所转变为有害细菌的储存库,加剧系统性炎症和继发感染[17]。菌群失调与败血症发作和严重程度之间的相关性不仅仅是偶然的[7,18,19,20]。临床前模型表明,抗生素引起的微生物群耗竭使实验动物更容易发生压倒性感染[18,20]。相反,通过益生菌、益生元或粪便微生物群移植恢复微生物平衡,可以在实验性败血症中减轻炎症反应并提高生存率[19]。尽管有限,人类数据也证实了这些发现:α多样性减少和病原体富集与不良结局、ICU住院时间延长以及多重耐药定植风险增加相关[21]。这些证据提出了一个令人不安的问题:脓毒性休克的进展是否不仅由入侵的病原体驱动,还由宿主自身的微生物群驱动?

环境因素、微生物群和免疫力之间的关系提供了一个令人信服的机制框架。微生物代谢物,如短链脂肪酸(SCFAs),调节T细胞分化,调节细胞因子释放,并维持上皮完整性[14,19,20,22]。菌群失调使宿主失去这些调节信号,使免疫系统倾向于促炎和功能障碍状态[21]。同时,过度生长物种的病原体相关分子模式(PAMPs)持续刺激先天免疫受体,维持炎症的恶性循环[15]。在此背景下,肠道不是一个旁观者,而是败血症轨迹的中央舞台,微生物和免疫因素在此决定败血症的进程。新兴的临床生物标志物支持这一概念转变。肠损伤的循环标志物,如肠脂肪酸结合蛋白(I-FABP)或二胺氧化酶(DAO),随着菌群失调而上升并预测不良结局。微生物组分析研究表明,某些微生物特征可能作为预后指标,可能识别出从败血症进展为休克风险较高的患者[23]。如果得到验证,这些发现可能重新定义早期风险分层,超越降钙素原或前降钙素等经典系统生物标志物,纳入微生物指纹。

承认肠道微生物群在败血症中的作用也迫使我们重新考虑预防或治疗策略。标准护理通常依赖广谱抗生素,这些抗生素虽然救命但也对微生物多样性有害[1]。事实上,可以抑制病原体的药物也可能破坏共生菌的保护功能,为耐药生物的定植打开大门并放大系统性炎症。这种矛盾突显了对精准性的迫切需求:抗生素不仅应基于病原体敏感性,还应基于维持微生物平衡。同样,粪便微生物群移植(FMT)、靶向益生菌或工程后生元等创新方法,提供了积极操控肠道微生物组以恢复宿主韧性的可能性[5]。

败血症一直被视为宿主防御与入侵微生物之间平衡的丧失[6]。然而,这种二分法可能过于简单。越来越多的证据表明,宿主自身的微生物群可能会受到危重疾病压力的影响。肠屏障、免疫系统和微生物组形成一个三元组,其崩溃可能导致脓毒性休克[12,13]。如果这一观点成立,它将产生深远影响。除了支持性护理和抗感染治疗外,败血症的管理可能有一天包括旨在维持或恢复微生物稳态的策略。个体风险因素分析、微生物组指导的风险分层、量身定制的抗生素以及靶向微生物治疗可能会成为ICU精准医学的组成部分[5,17]。现在的挑战是从关联走向因果,从描述走向预防和干预,从忽视走向整合。这篇探讨败血症中肠道微生物群这一关键话题的叙事性综述旨在为更好地理解这一状况并改进其管理的进一步研究提供概念基础。

检索策略

我们使用PubMed、EMBASE和Scopus从数据库创建到2025年9月进行了全面的文献检索。检索策略结合了MeSH术语和自由文本关键词,如下所示:"Sepsis" OR "Septicemia" OR "Septic Shock" AND "Gastrointestinal Microbiome" OR "Intestinal Microbiota" OR "Gut Microbiota" OR "Gut Microbiome" OR "Intestinal Microbiome" OR "Enteric Microbiota"。应用了额外的过滤器,仅包括涉及成人人类受试者的研究。为确保完整性,还手动筛选了相关文章和先前综述的参考文献列表。仅考虑英文出版物。

关键三角:肠屏障、肠道微生物群和免疫系统

胃肠道容纳了人体最大的免疫细胞群。其完整性取决于三个相互关联的元素之间的精细调节相互作用:肠屏障、肠道微生物群和宿主免疫系统。在健康状态下,这些组成部分形成一个保护性三角,通过防止微生物易位、塑造免疫反应以及确保对饮食成分和共生生物的耐受来维持稳态[5]。然而,在败血症中,这种平衡受到损害[5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16]。三角的每一面都被削弱,它们的崩溃放大了系统性炎症,加剧器官功能障碍和休克(图1)。

图1

关键三角:败血症中的肠屏障-肠道微生物群-免疫系统。菌群失调破坏肠屏障,增加通透性并促进细菌(或细菌产物)易位到全身循环中。这促进了异常的微生物信号传导并助长系统性炎症,而系统性炎症又进一步损害屏障完整性。肠道微生物群、肠屏障和免疫系统之间的三角相互作用建立了一个自我强化的循环,放大败血症的病理生理学。

肠屏障:第一道防线

肠屏障不仅仅是一道被动的墙,而是一个复杂的多层次防御系统[24]。它包括管腔微生物、富含抗菌肽的粘液层、有效的胃肠道运动和分泌、由紧密连接连接的上皮细胞单层、由树突状细胞、淋巴细胞和巨噬细胞组成的底层免疫区室、肠道血管屏障,最后是肝脏屏障[24]。这些元素共同维持选择性通透性,允许营养物质吸收,同时防止细菌和毒素渗漏[25,26]。

在败血症期间,这种情景被深刻破坏。缺血-再灌注损伤、细胞因子风暴和氧化应激损害上皮细胞并松动紧密连接。帕内特细胞功能障碍减少抗菌肽分泌,同时粘液产生减少[14]。结果是肠通透性增加,通常称为"肠漏",允许细菌和微生物产物(如脂多糖(LPS))进入全身循环,持续系统性炎症[11]。

肠道微生物群:从盟友到病原体储存库

在生理条件下,肠道微生物群在维持屏障完整性方面发挥着核心作用。共生菌产生关键代谢物,如SCFAs,它们增强上皮紧密连接,调节粘液分泌,为结肠细胞提供能量,并在维持代谢稳态中发挥重要作用[27]。此外,它们与致病物种竞争,防止定植和过度生长[28]。

败血症和危重疾病迅速破坏这种平衡[21]。环境因素、抗生素暴露、肠外营养和肠道运动改变促进肠菌群失调的发生。几天内,微生物多样性崩溃,有益的厌氧菌(如双歧杆菌和普拉梭菌)减少,机会性病原体占据主导地位[29,30]。除了经典共生菌外,阿克曼氏菌(Akkermansia muciniphila)作为一种具有独特特性的新一代益生菌已经出现。这种粘液降解细菌积极促进粘液层的更新,从而强化上皮完整性和维持屏障功能[31,32,33]。通过刺激粘液周转,阿克曼氏菌不仅保持了抵抗微生物易位的关键防御,还发挥抗炎和代谢作用[31]。临床前研究表明,其给药可减少系统性炎症,改善葡萄糖和脂质代谢,并在应激条件下增强肠道屏障韧性[34]。这些特性使阿克曼氏菌成为危重疾病中微生物组靶向干预的有希望的候选者,可能补充甚至超越传统益生菌菌株的作用[31]。然而,这种保护潜力被危重疾病下病原体的迅速上升所抵消。肠球菌、肠杆菌科和假单胞菌通常成为主要分类群,为继发感染创造储存库[35,36,37]。

这种变化使肠道从共生场所转变为以病原体为主导的场所,产生深远后果[11]。没有SCFAs和其他微生物代谢物,上皮屏障进一步削弱[20,21,22]。同时,病原体的过度生长增加了PAMPs的负荷,持续刺激先天免疫受体,如Toll样受体(TLRs)。由此产生的菌群失调成为系统性炎症的主要促成因素[11,12,13,14,15]。

免疫系统:耐受与过度炎症的十字路口

免疫系统是这个三角的第三个角,与微生物群和肠屏障紧密交织[25,38]。在稳态中,肠道微生物群启动免疫系统以维持耐受,通过促进调节性T细胞的发育并抑制过度的免疫/炎症反应。微生物代谢物调节细胞因子分泌,平衡促炎和抗炎信号[37]。败血症影响这种微妙的关系[15]。具体来说,菌群失调减少免疫衍生的调节信号,而肠漏使免疫细胞暴露于大量微生物抗原[14,15]。结果是同时出现过度炎症和免疫抑制的矛盾状态。TLRs和NOD样受体的过度激活引发细胞因子风暴,而免疫衰竭削弱了控制继发感染的能力。在此背景下,免疫系统不再是一个调节器,而是变得过度反应和无效,这两种特征都是败血症的标志[39]。

三角崩溃:恶性循环

肠屏障的破坏、微生物群的菌群失调转变和免疫功能障碍不是独立现象,而是形成一个病理相关的恶性循环[15]。屏障破坏促进微生物易位,进一步刺激免疫激活。免疫失调反过来通过炎症介质和缺血损伤加剧屏障损伤[14,15]。失调的微生物群放大了屏障功能障碍和免疫失衡[17]。这种三角崩溃将肠道从守护者转变为系统性病理的驱动者。

超越三角:通信的系统轴

这种崩溃的影响超出了肠道。肠-肺轴在败血症相关急性呼吸窘迫综合征(ARDS)的发病机制中越来越被认可[40]。微生物产物的易位引发肺泡巨噬细胞,放大肺部炎症。同样,肠-脑轴可能有助于败血症相关脑病,微生物代谢物和细胞因子改变血脑屏障通透性和神经信号传导[41]。这些系统扩展表明肠三角的失败如何在远处器官中产生共鸣,传播败血症的一个显著特征——多器官功能障碍。

气候变化和环境污染带来的额外风险

流行病学和实验数据指出气候变化[42,43]和空气污染[44]是败血症的相关风险因素。在这两种情况下,现有证据表明肠道微生物群和肠通透性改变可能发挥关键作用。

气候变化产生的热浪增加了因多种特定原因住院的风险,包括败血症[42,43]。值得注意的是,温度、湿度和紫外线辐射的显著变化可以调节肠道微生物群并影响肠通透性[45,46,47,48]。热浪引起的外周血管舒张可减少胃肠道血流,影响紧密连接,最终导致肠通透性增加和内毒素血症[49,50,51]。

空气污染也报告了类似发现。在美国大型队列中,长期PM2.5暴露与败血症死亡风险增加相关[44]。在另一项中国队列中,NO2和O3的短期暴露与败血症相关住院和住院时间风险呈正相关[52]。在此背景下,流行病学和实验研究记录了空气污染与肠道微生物群变化[53,54]、肠道损伤和肠通透性改变之间的显著关联[55]。特别是,颗粒物暴露可降低紧密连接蛋白Claudin-1、Desmocollin和Zonula occludens-1(ZO-1)的表达[56],导致肠通透性增加。此外,PM暴露引起的肠道屏障功能改变降低了肠道巨噬细胞内化和杀灭细菌细胞的能力,这也是由于上皮细胞凋亡和微管细胞骨架损伤[57,58]。农药等污染摄入食物和水的有毒化学物质也起到额外作用。农药可以改变肠道微生物群组成[59]并影响肠通透性[60,61,62]。

微塑料也会产生类似影响[63,64,65]。在小鼠中,暴露于聚对苯二甲酸乙二醇酯微塑料会影响肠道微生物群的多样性和群落组成以及肠道屏障的完整性[64]。最近的动物模型表明,暴露于聚苯乙烯纳米塑料会损害肠道屏障的完整性,影响ZO-1和粘蛋白-13的表达,并影响肠道微生物群的组成[65]。额外机制可能来自微塑料对细菌抗菌素耐药性的潜在促进作用[66]。

创新疗法和未来选择

基于证据表明失衡的肠道微生物群和改变的肠屏障功能在败血症轨迹中发挥主动作用,旨在恢复微生态的治疗策略可能成为危重护理的新前沿。这一想法听起来可能有些投机,但历史提醒我们,今天的许多标准疗法最初都始于挑衅性假设。肠屏障-微生物群-免疫系统三角的崩溃提供了多个干预目标,从恢复微生物多样性到调节微生物代谢物(表1)。

表1 靶向败血症中肠道微生物群的新兴治疗策略

粪便微生物群移植:激进但有前景的方法

粪便微生物群移植(FMT)代表了恢复微生物多样性的最直接尝试。最初为复发性艰难梭菌感染(CDI)开发,FMT在重建健康微生物生态系统方面显示出显著功效,这已被多项随机对照试验(RCTs)证实[67]。van Nood等人表明,FMT在万古霉素预处理后对复发性CDI的疗效优于单独使用万古霉素,FMT的治愈率超过80%,而万古霉素单独使用为31%[68]。最近的RCTs已经证实并扩展了这些结果,表明FMT对复发性CDI的疗效优于标准抗生素治疗(万古霉素或非达霉素),疗效范围从67%到90%以上,取决于给药方法和研究设计[69,70,71]。2023年Cochrane综述确定了六项将FMT与免疫功能正常成人复发性CDI的抗生素或安慰剂进行比较的RCTs,发现FMT使解决可能性几乎翻倍[72]。其他RCTs比较了各种FMT给药途径(口服胶囊、结肠镜检查、灌肠),发现疗效相当,结肠镜和口服途径通常优于灌肠[73,74]。对于原发性CDI,2025年多中心RCT发现FMT作为一线治疗与万古霉素非劣效,临床治愈率和预防复发率相似[75]。然而,大多数指南和试验继续关注复发性而非原发性CDI。这些可靠数据提供了概念证明,即有针对性地调节肠道生态系统可以在人类中实现临床意义的结果,从而为在败血症等其他危重环境中探索FMT提供合法性。尽管在败血症中的临床经验仍然有限,但临床前证据令人鼓舞。在动物模型中,FMT减少了细菌易位,减轻了系统性炎症,并提高了生存率[22,76]。

败血症中的临床证据仍然稀缺但引人入胜。小规模病例系列报告了危重患者FMT后微生物多样性恢复和胃肠道功能改善[77,78]。这些发现虽然远非定论,但突显了需要结构化试验来确定在临床前模型中观察到的益处是否可以转化为改善人类败血症的结局。

虽然大多数关于败血症中菌群失调的现有证据来自危重人群,但越来越多的研究表明,在内科病房住院的患者(大多数败血症患者在此入院)表现出深刻的基线微生物改变。高龄、多病、多药、慢性肾或肝功能障碍以及反复抗生素暴露导致微生物多样性减少和肠球菌或多重耐药肠杆菌的病原体过度生长[79,80,81]。这些特征与医院获得性和血流感染风险增加相关,即使在没有危重疾病的情况下。前瞻性观察研究表明,非ICU患者的菌群失调可预测感染相关并发症和死亡率,表明微生物组导向的预防策略可能对这一人群特别有益。

此外,越来越多的证据表明,FMT的益处超出了复发性CDI的治疗[72]。一项前瞻性队列研究显示,接受FMT治疗CDI复发的患者在随后90天内血流感染的发生率明显较低,与抗生素治疗相比风险降低23%[82]。虽然这表明FMT可能对预防念珠菌血症有潜在影响,但该研究并未特别将念珠菌血症作为终点,FMT后念珠菌血症预防的直接证据在文献中仍然有限。这些发现提供了一个概念证明,即恢复微生物稳态可能增强系统性抗真菌和抗菌韧性,为体弱高危住院成人提供感染预防的有希望机会。

益生菌、益生元、合生元和后生元

另一种更有针对性的方法涉及使用益生菌,即用于表示旨在提供健康益处的活微生物的术语。几项随机试验已在ICU患者中测试益生菌,结果喜忧参半[83,84]。例如,ICU患者最近的一项荟萃分析表明,益生菌给药与呼吸机相关肺炎的相对风险降低约25-30%相关,尽管结果因菌株和研究设计而异。类似但不太一致的益处观察到血流感染,减少范围从10%到20%[85]。然而,对安全性的担忧,特别是免疫功能低下患者中菌血症或真菌血症的风险,仍然是一个未解决的问题。

益生元,即刺激有益细菌生长的不可消化底物,提供了另一条途径[84,85,86]。通过选择性滋养共生菌,如双歧杆菌或乳酸杆菌,益生元可能间接恢复微生物平衡[86,87]。合生元结合益生菌和益生元,旨在产生协同效应[87,88]。证据表明,合生元可以改善手术和ICU人群的肠屏障功能并减少感染率,尽管败血症休克中的数据有限[89]。

一个新兴概念是使用后生元:发挥有益作用而不需要活生物体的微生物衍生代谢物或成分。SCFAs,如丁酸盐,或色氨酸衍生的吲哚,在实验模型中显示出免疫调节和屏障保护特性[90,91]。后生元可能绕过与活生物体相关的风险,同时传递健康微生物群的关键功能分子。

个性化抗生素和微生物组友好策略

抗生素仍然是败血症管理的支柱,但它们也是微生物组最强大的破坏者[1]。广谱方案虽然救命,但也加速菌群失调并促进多重耐药生物的定植[5]。这种矛盾产生了对更选择性策略的迫切需求。由微生物谱指导的个性化抗生素治疗是一个新兴愿景。快速测序技术可能使临床医生能够不仅根据病原体敏感性,还根据最小化对肠道微生物群有益共生菌的附带损害来定制抗生素。窄谱药剂、循环方案或辅助保护策略可以帮助维持微生物多样性[92]。

另一种可能有用的方法是"微生物组友好"的危重护理,例如优先使用富含可发酵纤维的肠内营养、尽量减少不必要的全身抗生素,以及将益生菌或益生元补充整合到ICU方案中,这可能对微生物韧性产生深远的长期影响[93]。

新兴前沿:噬菌体、工程微生物等

除了传统策略外,几种未来疗法正在研究中。噬菌体疗法,即专门靶向致病细菌的病毒,提供了消除有害分类群同时保留共生菌的可能性。尽管仍处于实验阶段,噬菌体在多重耐药感染中显示出希望,并可能整合到未来的败血症护理中[94,95,96]。

合成生物学提供了另一个令人兴奋的前景。可以设计工程细菌以递送治疗代谢物、分泌抗炎分子或在肠道生态系统内对抗病原体。同样,基于纳米颗粒递送微生物代谢物(如丁酸盐)可以提供靶向免疫调节。这些方法仍然是推测性的,但说明了微生物组中心治疗的潜力[97,98,99]。

挑战和局限性

尽管数据令人鼓舞,但仍存在重大挑战。安全至关重要,因为将活生物体引入危重、免疫功能低下的患者可能带来危及生命的危险。FMT等疗法的标准化很困难,因为供体变异和制备方法深刻影响结果。基于微生物组的疗法的监管途径仍然不发达,败血症人群的大规模随机试验仍然稀缺。另一个限制是时间。败血症发展迅速,有效微生物干预的窗口可能很窄。应严格评估FMT等复杂疗法在急性环境中的可行性。患者选择同样具有挑战性:微生物特征的识别将有助于选择最可能受益的患者。此类工具尚未准备好用于临床使用,代表了未来研究领域之一。

未来展望

对微生物群在败血症病理生理学中贡献的不断发展的理解为转化和临床研究开辟了新前沿。然而,如果这一领域要真正影响患者护理,必须发生几个概念和方法论上的转变。败血症管理的未来可能不仅由血流动力学监测、抗菌药物管理和器官支持定义,还由将微生物生态学系统整合到床边决策中定义。

此外,指向环境因素可能在易感人群败血症发作中起关键作用的证据不应被忽视,这些因素可能导致肠道菌群失调、肠屏障功能改变。在这方面,除了面向治疗策略和精准医学的未来研究线外,相关结果可能来自初级预防策略,旨在可能减轻气候变化并降低广泛扩散的有毒物质(如空气污染物、农药和微塑料)的释放。

迈向微生物组分层的败血症护理

一个中心挑战是微生物组的极端个体间变异性。年龄、饮食、遗传、合并症、先前的抗生素暴露和地理因素都会塑造微生物景观。这种变异性意味着"一刀切"的干预(无论是益生菌、抗生素还是FMT)可能失败。未来策略应转向微生物组分层方法,患者根据定义的微生物特征或"菌群失调表型"进行分类。这种分层不仅可以为靶向治疗提供信息,还可以进行预后,使临床医生能够预测哪些患者有快速恶化或难治性休克的较高风险。

利用多组学整合

下一代测序和高级生物信息学现在允许同时表征细菌、病毒和真菌群落,以及宿主转录组学、蛋白质组学和代谢组学。未来在于整合这些数据集以识别可操作的模式:与特定免疫特征相关的微生物分类群、预测器官功能障碍的代谢特征,或与免疫抑制相关的病毒组变化[100]。在异质性高的败血症中,多组学整合最终可能实现长期承诺但很少实现的精准医学[101,102]。人工智能和机器学习将是解释这些高维数据并将它们转化为临床可用算法的不可或缺的工具[103]。

微生物组导向治疗策略的临床试验设计

一个基本障碍是缺乏直接测试败血症中微生物群靶向干预的高质量临床试验[5]。大多数研究仍然是临床前的或限于小队列。未来试验应基于反映微生物群和败血症复杂性的设计。适应性平台试验可能特别有价值,允许在单一框架内对多种微生物群导向策略进行迭代测试。终点应超越死亡率,包括器官功能障碍轨迹、免疫恢复和微生物群韧性。重要的是,纵向采样必须成为标准,使研究人员能够捕获疾病过程中微生物-宿主相互作用的动态演变。

治疗前景:超越肠道

虽然大部分关注集中在肠道生态学上,但未来展望应拥抱"全生物体"的更广泛观点,即具有所有微生物伙伴的宿主。肺微生物组已被证明在机械通气期间经历深刻变化,可能影响呼吸机相关肺炎和ARDS[40]。同样,皮肤微生物组可能影响危重患者的屏障防御。整合和协调多个微生物生态位(肠道、肺、皮肤)的干预疗法可能代表下一阶段的创新[104]。

伦理和实际考虑。

将微生物群科学整合到败血症护理中不可避免地会引发实际和伦理挑战。例如,FMT仍然在后勤上复杂,并带有未解决的供体筛查和长期安全担忧。此外,由微生物谱指导的个性化抗生素方案等干预措施应比较成本、可及性和健康公平性。如果没有仔细注意,微生物群驱动的败血症护理的进展可能会加剧资源丰富和资源有限的医疗保健设置之间的差距。

败血症的新范式

最终,败血症治疗的前沿可能需要重新定义败血症本身。与其将其视为单纯对感染的异常宿主反应,人们可能越来越多地将其概念化为环境-宿主-微生物生态系统紊乱。这种范式转变可能具有深远影响,鼓励临床医生和研究人员不仅治疗患者,还治疗与其生理共同定义的活环境和微生物群落。

未来十年提供了一个非凡的机会,从描述和相关性转向可操作的、量身定制的和微生物组知情的干预。如果成功,将微生物群科学整合到败血症护理中不仅可以提供更好的生存结果,还可以提供恢复、韧性和长期健康。现在的挑战是在不失可行性、公平性和以患者为中心的结果的情况下利用创新。微生物群不再是具有边缘效应的细菌集合,而是作为一个显著影响人类健康的临界伙伴出现。

结论

败血症在急性和危重护理医学中继续代表一个挑战。尽管经过数十年的研究,死亡率仍然很高,治疗创新已经滞后。越来越多地,肠道微生物群似乎成为这个难题中缺失的一环,为为什么一些患者从脓毒性休克中获得事件性后果,而其他人恢复提供了新的视角。曾经被视为被动旁观者的肠道微生物组,现在被理解为免疫调节、屏障完整性和系统稳态的积极参与者。当被破坏时,这个复杂的生态系统可能会背叛其宿主,助长炎症、免疫麻痹和器官衰竭的恶性循环。

证据仍然是初步的,但足以引起关注。肠损伤和通透性的生物标志物正在获得关注,而实验性疗法(从粪便微生物群移植到精准定制的益生菌)开始挑战传统范式。更重要的是,该领域正在从单纯的关联走向因果关系,将微生物组视为潜在的治疗靶点,而不仅仅是疾病严重程度的被动指标。展望未来,将微生物组科学整合到败血症管理中需要雄心和谨慎。雄心在于采用多组学方法、机器学习和创新试验设计,以捕捉败血症和微生物生态系统的异质性。谨慎在于确保干预措施在临床护理的复杂现实中保持安全、公平和可行。在许多方面,微生物群代表了一个新的前沿,一个隐藏的器官,其健康和韧性可能决定败血症的轨迹。忽视它将是对生存关键伙伴的忽视。拥抱它可能会打开预防策略和变革性疗法的大门,重塑我们如何诊断、分层和最终管理医学中最毁灭性综合征之一。

是时候不仅将败血症视为感染性或免疫学疾病,而是视为环境-宿主-微生物共生失调的疾病。这一概念将有助于弥合病理生理洞察与有意义的治疗进展之间的差距,为当今仍面临不确定命运的患者带来希望。

【全文结束】

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