儿童腺样体肥大鼻腔菌群失调与功能重塑:Moraxella作为潜在生物标志物及术后微生态恢复研究

《Applied Microbiology and Biotechnology》:Nasal microbiota dysbiosis and functional alterations in children with adenoid hypertrophy: potential biomarkers and post-surgical microbial recovery

【字体: 时间:2025年10月12日 来源:Applied Microbiology and Biotechnology 4.3

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  本研究针对儿童腺样体肥大(AH)这一高发疾病,通过16S rRNA测序技术对比分析了健康儿童与AH患儿鼻腔及腺样体组织微生物群落结构差异。研究发现AH患儿鼻腔菌群中Alloiococcus、Moraxella、Streptococcus和Bacteroides等菌属特异性富集,且微生物功能预测显示酪氨酸代谢、化学趋化等通路异常。值得注意的是,腺样体切除术后患儿鼻腔菌群结构与功能均呈现向健康状态恢复的趋势。该研究首次系统揭示了鼻腔微生物群落与AH的潜在关联,为疾病早期诊断和微生态干预提供了新思路。

  
在儿童成长过程中,腺样体肥大(Adenoid Hypertrophy, AH)犹如一个隐匿的"呼吸绊脚石"。这个位于鼻咽顶部的淋巴组织,当因反复感染或慢性炎症异常增大时,便会引发鼻塞、睡眠打鼾、张口呼吸等一系列问题,长期甚至影响儿童的生长发育和学习能力。尽管腺样体切除术是临床主要治疗手段,但隐藏在鼻腔和腺样体中的微生物群落如何参与AH的发生发展,以及手术对微生态环境会产生怎样的影响,始终是科研人员亟待破解的谜题。
近日发表于《Applied Microbiology and Biotechnology》的研究首次系统揭示了儿童AH与鼻腔微生物群落之间的内在联系。山东大学齐鲁医院科研团队通过精密设计的临床研究,发现AH患儿鼻腔菌群中特定细菌的异常富集及其代谢功能的紊乱,并观察到腺样体切除术后微生物群落向健康状态的恢复趋势,为理解AH的发病机制开辟了新的视角。
研究团队主要运用了16S rRNA基因V3-V4区测序技术,对36名健康儿童和40名AH患儿的鼻腔样本,以及术后14±3天的31例随访样本和40例腺样体组织样本进行检测。通过QIIME2流程进行生物信息学分析,并采用Tax4fun2进行功能预测,结合多种统计方法验证结果的可靠性。
微生物群落结构在肥大腺样体组织中与鼻腔存在显著差异
研究显示,虽然Shannon和Simpson指数在各组间无显著差异,但腺样体组织(Tis)的微生物丰富度(Richness、Chao1和ACE指数)显著高于鼻腔样本,表明肥大腺样体为更多微生物类群提供了栖息地。主坐标分析(PCoA)进一步证实,腺样体与鼻腔形成了特征迥异的微生物群落。在门水平上,所有样本以变形菌门(Proteobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)、放线菌门(Actinobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes)为主,但具体组成存在明显差异。
健康与患病个体间的微生物群落结构存在变异
PCoA分析清晰展示了健康儿童(NOR)与AH患儿及术后患儿(AT)样本间的分离趋势。线性判别分析(LEfSe)发现AH组有36个显著差异分类单元,而AT组仅25个。随机森林分析进一步锁定Alloiococcus、Moraxella、Streptococcus和Bacteroides四个属在AH患儿样本中特异性富集,且在术后呈现下降趋势。值得注意的是,Moraxella和Bacteroides在AH患儿鼻腔和腺样体组织中均显著富集,提示它们与AH发生存在密切关联。
腺样体肥大儿童鼻腔微生物组中与致病性相关的通路富集
功能预测分析揭示了更为深层的改变。AH样本在碳氮代谢、细菌双组分系统、化学趋化反应等通路上均显著降低。特别值得注意的是,与酪氨酸代谢相关的模块发生明显改变:酪氨酸降解(M00044)增强而生物合成(M00025)减弱。同时,苯丙氨酸生物合成(M00024)、蛋氨酸降解(M00035)等通路在AH组中富集,而赖氨酸和褪黑素生物合成(M00030、M00037)以及色氨酸代谢(M00038)显著减少。这些功能异常在腺样体切除术后得到明显改善,表明手术不仅恢复了微生物组成,还重构了其功能状态。
研究结论强调,虽然微生物α多样性在健康与患病儿童间无显著差异,但微生物群落结构和功能状态发生了深刻改变。Moraxella等特定菌属在AH患儿鼻腔和腺样体中的同步富集,使其成为潜在的生物标志物。更值得关注的是,微生物功能预测显示AH患儿鼻腔菌群中酪氨酸代谢异常,而酪氨酸代谢产物已被证明可通过作用于远端气道上皮细胞减轻过敏性气道反应;同时褪黑素合成的减少可能为AH患儿睡眠障碍提供了新的解释视角。
这些发现不仅为理解AH的发病机制提供了新视角,更提示微生物群落可能成为未来AH诊疗的新靶点。尽管研究未能证实Moraxella与AH之间的因果关系,但其作为早期诊断生物标志物的潜力已初步显现。未来研究需通过培养组学技术和体内实验进一步验证特定菌株的功能,为开发基于微生态调节的AH防治策略奠定基础。
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