慢阻肺呼吸道微生物組與宿主的互作機制獲揭示

華南師范大學聯合深圳市人民醫院、南方醫科大學、廣州醫科大學共同合作，通過對慢性阻塞性肺疾病（慢阻肺、COPD）患者進行深度多組學分析，結合體內外功能實驗，揭示了慢阻肺呼吸道微生物組與宿主的互作機制。相關研究8月22日在線發表于Nature子刊Nature Microbiology。

慢阻肺是常見的呼吸系統疾病之一，其全球患病率和死亡率長期處于前三位。我國慢阻肺患者人數約為1億，已經成為與高血壓、糖尿病“等量齊觀”的慢性疾病，構成了重大的疾病負擔。尋找慢阻肺病原學機制具有重要的意義。人體呼吸道微生物組是近年研究熱點，但目前呼吸道微生物組研究多處于描述性階段，呼吸道微生物組在慢阻肺中的作用機制尚不清楚。

在該研究中，華南師范大學生命科學學院研究員王璋團隊與合作者通過對廣州和深圳兩地99名慢阻肺患者和36名健康個體痰液宏基因組、代謝組、宿主轉錄組和蛋白質組進行分析，繪制了慢阻肺氣道“微生物組-宿主”互作圖譜。通過序貫中介效應分析整合多組學數據，評估微生物組與慢阻肺主要炎癥內型（Endotype，嗜中性粒細胞或嗜酸性細胞炎癥）的聯系。利用微生物遺傳信息和已知“代謝物-宿主基因”互作信息，提出了潛在的“菌群-代謝物-宿主”互作假說。

其中，嗜中性粒細胞炎癥慢阻肺中關鍵假說之一是氣道乳桿菌驅動的色氨酸代謝發生改變，這一變化與吲哚-3-乙酸（IAA）減少有關，IAA的減少通過宿主白細胞介素-22（IL-22）信號通路來潛在影響氣道炎癥與細胞凋亡。體內和體外研究表明，氣道微生物組來源的IAA通過IL-22介導的巨噬-上皮互作減輕氣道炎癥、肺氣腫和肺功能下降。通過鼻內接種兩株氣道乳桿菌，可補充氣道IAA水平并重現其對小鼠肺功能與氣道炎癥的保護作用。

該研究為靶向氣道微生物-宿主互作的治療手段提供理論依據。

據悉，華南師范大學生命科學學院研究員王璋、深圳市人民醫院教授陳榮昌、南方醫科大學教授周宏偉為該論文共同通訊作者。澳大利亞新南威爾士大學教授Emad El-Omar、美國加州大學教授Jack Gilbert，美國羅格斯大學教授Martin Blaser、加拿大McMaster大學教授Martin Stampfli參與該研究并對數據分析、論文撰寫與修改提供指導。該研究得到了國家重點領域研發計劃、國家自然科學基金、廣東省自然科學基金、深圳市科創委項目以及廣東省醫學科研基金項目的支持。