COVID-19康复后肠道真菌群纵向变化及其与肺部后遗症的关联研究

【字体: 时间:2025年05月24日 来源:Microbiology Spectrum 3.7

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  这篇前瞻性研究通过2年纵向追踪34例COVID-19康复者,首次揭示肠道真菌群(mycobiota)的动态重建过程及其与肺功能恢复的显著关联。采用ITS3-4测序技术发现:急性期真菌多样性(Chao1/Shannon指数)显著降低,念珠菌属(Candida)富集而曲霉属(Aspergillus)减少;6个月后多样性基本恢复,但2年随访仍存在汉逊酵母(Hanseniaspora)等特异性菌群改变。关键发现显示特定真菌属与肺功能参数(PEF/DLCO)呈负相关,而毕赤酵母(Pichia)等菌群富集者CT异常率更低,为肠道-肺轴机制研究提供新靶点。

  

ABSTRACT
COVID-19相关肺部后遗症日益受到关注。新兴证据表明肠道菌群失调可能与急性后COVID-19综合征(PACS)相关,但肠道真菌群与肺部后遗症的具体联系尚不明确。研究团队对46例COVID-19患者和37例健康对照开展前瞻性研究,在入院时、出院后6个月、1年和2年进行肠道真菌群ITS3-4测序分析。2年随访时同步进行肺功能测试和胸部CT扫描。结果显示:虽然肺功能整体保存良好,但小部分患者2年后仍存在影像学异常。急性期真菌丰富度(Chao1/Shannon指数)显著低于对照组,6个月后逐渐恢复正常。念珠菌属在急性期升高,6个月后恢复至对照水平。2年随访时,汉逊酵母、伊萨酵母(Issatchenkia)和土星孢酵母(Saturnispora)增加,而曲霉属、青霉属(Penicillium)和红酵母属(Rhodotorula)减少。值得注意的是,毕赤酵母、拟酿酒酵母(Saccharomycopsis)和枝孢菌(Cladosporium)在无CT异常患者中显著富集。肺功能与特定真菌属存在显著相关性,如汉逊酵母与PEF呈负相关,土星孢酵母与DLCO呈负相关。

INTRODUCTION
COVID-19大流行对全球健康产生深远影响。随着SARS-CoV-2变异株(Alpha/Delta/Omicron)毒力减弱,研究重点转向康复过程及PACS机制探索。肺部作为SARS-CoV-2主要靶器官,长期后遗症包括持续症状、影像学异常、肺功能损伤乃至肺纤维化。前期研究发现50%患者出院1年后仍存在CT异常,以磨玻璃影和网状改变为主。肠道作为ACE2高表达器官,其菌群失调可能通过"肠-肺轴"影响呼吸系统。尽管细菌群落研究较多,但真菌群落(mycobiota)在COVID-19康复中的作用鲜有报道。

MATERIALS AND METHODS
研究纳入2020年2-3月浙江大学医学院附属第一医院出院的34例患者,匹配36例健康对照。按中国COVID-19诊疗方案(第7版)分型,67.6%为重症/危重症。采集入院时及随访期粪便样本,56°C灭活病毒后使用PowerSoil Pro Kit提取DNA,ITS3-4区扩增后在Illumina MiSeq平台测序。肺功能测试采用SensorMedics Vmax系统,DLCO等参数以预测值百分比表示。统计使用SAS 9.4软件,α多样性比较采用Mann-Whitney U检验。

RESULTS

  1. 临床特征:中位年龄49岁,70.6%为男性。2年随访时,7/15例患者仍存在CT异常,该组入院延迟更长(6天 vs 3.5天,P=0.037)。肺功能测试显示仅5.5%存在DLCO<80%预测值,较6个月时(30.3%)显著改善。

  2. 真菌群动态:急性期α多样性显著降低(Chao1指数25.4±13.2 vs 52.3±31.3),6个月后恢复。NMDS分析显示急性期群落结构与对照组差异显著(ANOSIM R=0.3632,P=0.001)。属水平上,急性期念珠菌属相对丰度达15.6%(对照组3.1%),6个月后降至4.3%;曲霉属则从急性期1.9%升至2年时的5.8%。

  3. 关键发现:LEfSe分析鉴定出2年随访组17个差异菌属,其中汉逊酵母(LDA=4.32)、土星孢酵母(LDA=3.89)显著富集。无CT异常组毕赤酵母丰度高出3.7倍(P=0.038)。相关性分析显示汉逊酵母与PEF(R=-0.42,P<0.05)、土星孢酵母与DLCO(R=-0.38,P<0.05)呈负相关。

DISCUSSION
本研究首次系统描绘COVID-19后肠道真菌群2年重建轨迹:

  1. 与细菌群落不同,真菌多样性在6个月内快速恢复,可能与孢子抗逆性有关;
  2. 急性期念珠菌富集印证了COVID-19相关念珠菌血症的肠道起源假说;
  3. 汉逊酵母等发酵相关菌属的持续富集,提示肠道微环境酸化可能影响肺功能;
  4. 毕赤酵母的保护作用可能与其调节代谢(如增加HDL-C)的特性相关。

这些发现为PACS的微生物诊断标志物开发提供新思路,未来需扩大样本验证不同变异株的影响。研究局限性包括单中心设计、未分析病毒载量与菌群动态关系等。

ACKNOWLEDGMENTS
研究受国家重点研发计划(2021YFC2301804)和国家自然科学基金(32270068)资助。

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