一项关于人类鼻腔微生物组的研究使科学家们重新思考鼻腔中细菌群落的相互作用方式。
同行评议出版物 - 惠康桑格研究所
持续在鼻腔中携带金黄色葡萄球菌（S. aureus）的人，其鼻腔中其他细菌种类较少，而某些特定细菌可能有助于预防金黄色葡萄球菌定植。
这些发现来自迄今为止规模最大的鼻腔微生物组研究，已于今日（12月2日）发表在《自然·通讯》杂志上。
惠康桑格研究所、剑桥大学、伦敦帝国理工学院及其合作研究人员分析了1000多名健康献血者的鼻拭子样本，以探索生活在人类鼻腔中的复杂细菌群落。
该研究揭示了不同细菌物种之间的相互作用对于理解为什么有些人会持续被金黄色葡萄球菌定植至关重要，同时也为预测哪些人最容易感染金黄色葡萄球菌提供了临床见解。
金黄色葡萄球菌是一种常见细菌，约30%的人鼻腔中无症状携带该细菌。通常它不会造成危害，但如果通过伤口、割伤或手术切口进入体内，可能会引起严重感染。由金黄色葡萄球菌引起的感染是继结核病之后第二大常见的细菌感染相关死亡原因，每年导致约100万人死亡。某些菌株，如耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA），对常用抗生素具有耐药性，使得感染更难治疗。
历史上，金黄色葡萄球菌携带者被分为三类：持续携带者、间歇性携带者和非携带者。持续携带者总是检测出携带金黄色葡萄球菌，间歇性携带者有时检测出阳性，而非携带者从未检测出阳性。
由于金黄色葡萄球菌携带增加了术后感染的风险，医院通常会在手术前（如关节置换术）对患者进行筛查，并可能提供鼻腔治疗以减少定植。然而，与肠道微生物组不同，鼻腔微生物组尚未在大人群中进行研究，因此关于金黄色葡萄球菌如何与其他鼻腔细菌相互作用的许多问题仍不清楚。
在这项新研究中，桑格研究所及其合作者的研究人员试图分析比以往研究更大规模的人群，以彻底了解不同细菌如何影响金黄色葡萄球菌的定植。
该研究招募了来自英格兰各地的志愿者，他们曾参与剑桥大学领导的献血试验。研究团队从1100名健康成年人身上每周采集三次鼻拭子样本。每个样本都使用标准实验室培养技术检测金黄色葡萄球菌，并进行DNA测序以识别每个鼻拭子中存在的全部细菌种类。研究人员使用高级统计方法揭示鼻腔微生物组的模式，并确定是否可以根据细菌群落预测金黄色葡萄球菌的携带情况。
研究人员在微生物组中发现了两种主要模式。首先，研究小组发现持续携带者的微生物组具有明显的特征，鼻腔样本中金黄色葡萄球菌丰富而其他物种较少。
其次，在持续携带者中，表皮葡萄球菌（Staphylococcus epidermidis）、猪链球菌（Dolosigranulum pigrum）和卡他莫拉菌（Moraxella catarrhalis）等某些细菌的出现频率较低。因此，研究人员建议这些其他物种可能有助于非携带者抵抗金黄色葡萄球菌的定植。
使用机器学习，研究人员还能够特别准确地预测谁持续被金黄色葡萄球菌定植，为预测感染风险提供了一种可能的方法。
有趣的是，研究人员还提出，间歇性携带者可能只是被错误分类的持续携带者或非携带者——间歇性携带的概念并不代表真正的生物状态。他们很可能是非携带者，只是在短时间内接触并携带了金黄色葡萄球菌。
这项研究强调了不同细菌物种之间的相互作用对于理解为什么有些人持续被金黄色葡萄球菌定植（使他们面临更大的感染风险）至关重要。这些发现具有重要的临床意义。识别金黄色葡萄球菌携带者可以帮助预测感染风险，并使医疗专业人员能够更好地针对可能从预防性去定植治疗中受益的人群。
研究人员现在希望在此基础上进一步研究，探讨某些风险因素（如医疗状况、性别、人类遗传学或其他环境暴露）是否会影响金黄色葡萄球菌的携带。
伦敦帝国理工学院的第一作者Dinesh Aggarwal博士表示："持续携带金黄色葡萄球菌是公认的感染风险因素，特别是在医院环境中。通过识别能够抵抗金黄色葡萄球菌定植的细菌特征，我们的发现可以为开发新的、基于微生物组的策略提供依据，从而在不依赖抗生素的情况下降低感染风险。"
惠康桑格研究所的合著者Katie Bellis表示："这是迄今为止对生活在我们鼻腔中细菌的最大规模研究，表明金黄色葡萄球菌并非单独行动——它是整个社区的一部分。我们发现某些细菌邻居可以帮助阻止金黄色葡萄球菌，为使用新方法预防感染提供了令人兴奋的新方向。"
惠康桑格研究所的资深作者Ewan Harrison博士表示："每个人的鼻腔微生物组都是独特的，这项研究表明生活在其中的细菌对我们的健康有重大影响。通过研究数千个样本，我们终于能够看到我们的天然细菌如何帮助或阻碍感染的更大图景。"
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