揭秘 COPD 患者鼻咽微生物群:畜牧业空气污染的影响与潜在干预新方向

【字体: 时间:2025年05月06日 来源:Scientific Reports 3.8

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  慢性阻塞性肺疾病(COPD)受环境因素影响,但气道微生物群在其中的作用不明。研究人员探究了 COPD 患者和健康对照者暴露于畜牧场空气污染与鼻咽微生物群的关联。发现氨暴露影响微生物群,这为揭示 COPD 发病机制及制定防治策略提供依据。

  在呼吸健康领域,慢性阻塞性肺疾病(Chronic Obstructive Pulmonary Disease,COPD)一直是个棘手的难题。它就像一个 “隐形杀手”,悄无声息地影响着全球众多人的健康,不仅带来沉重的医疗负担,还严重降低了患者的生活质量。人们都知道吸烟是 COPD 的主要诱因,可除了吸烟,还有很多导致 COPD 发病的因素并不为人熟知。而且,环境因素和呼吸健康之间复杂的关系,更是如同迷雾一般,让人难以捉摸。尤其是环境中的空气污染,与 COPD 的发生和发展到底有着怎样千丝万缕的联系呢?这背后的机制又是什么?这些问题都亟待解决。
在这样的背景下,来自荷兰国家公共卫生与环境研究所(RIVM)、乌得勒支大学等机构的研究人员挺身而出,开展了一项意义重大的研究。他们将目光聚焦在畜牧业空气污染与 COPD 患者鼻咽微生物群的关系上。经过一系列严谨的研究,他们发现了许多重要的结论。比如,居住环境中氨(NH3)的暴露对 COPD 患者鼻咽微生物群的组成影响很大;COPD 患者的鼻咽中,厌氧细菌的绝对丰度更高,而一些常见细菌的丰度较低。这些发现意义非凡,不仅让我们对 COPD 的发病机制有了更深入的认识,还为未来制定有效的公共卫生政策、干预 COPD 的发展指明了方向。该研究成果发表在《Scientific Reports》上。

为了开展这项研究,研究人员运用了多个关键技术方法。样本方面,他们从荷兰的 Livestock Farming and Neighbouring Residents’ Health 研究(VGO)和 Pienter3 队列中选取参与者,采集鼻咽拭子样本。在实验操作上,利用 16S rRNA 基因测序技术对样本的微生物群进行分析;借助地理信息系统(GIS)软件和扩散模型来评估参与者的居住暴露情况;运用多种统计分析方法,像 PERMANOVA、线性回归等,对数据进行深入分析。

下面来详细看看研究结果:

  • 研究人群特征:研究共纳入 302 人,涵盖 65 名 VGO(COPD)患者、121 名 VGO(农村)对照者和 116 名 Pienter3(全国)对照者。参与者在年龄、性别、教育水平、吸烟状况等方面存在差异,且居住环境与畜牧场的距离、接触污染物的程度也各有不同。
  • 鼻咽微生物群落稳定性:研究发现,个体内鼻咽微生物群随时间的异质性低于个体间。也就是说,不同人之间的鼻咽微生物群差异,比同一个人不同时间的差异要大。而且,微生物群落组成主要受个体间差异影响,时间变化的影响并不显著。
  • α 和 β 多样性分析:在整体 VGO 人群中,季节、年龄和NH3居住暴露是影响鼻咽微生物群落组成的重要因素。在 COPD 患者中,NH3暴露的影响更为突出,它能解释 6.6% 的鼻咽微生物群变化。并且,COPD 患者在高NH3暴露下,细菌密度更低。此外,居住在畜牧密集区的 VGO 人群,微生物群落与全国范围的 Pienter3 对照人群存在显著差异,VGO 人群的细菌密度和微生物多样性更高。
  • 差异丰富分类群分析:通过两种分析方法发现,COPD 患者的一些厌氧细菌,如 Campylobacter ureolyticus、Anaerococcus provensis 等绝对丰度较高,而典型的鼻咽共生菌 Moraxella、Corynebacterium 等丰度较低。NH3暴露和居住在畜牧场附近也会导致类似的微生物群变化,且这些变化在 COPD 患者中更为明显。

研究结论和讨论部分再次强调了这些发现的重要意义。首先,COPD 患者鼻咽环境的改变,可能是抗生素使用和气道重塑导致的,这为厌氧细菌创造了适宜的生存条件。其次,居住环境中NH3等畜牧相关空气污染物,对鼻咽微生物群影响显著,尤其是减少了保护性细菌,这进一步说明了畜牧业排放对呼吸健康的影响。不过,研究也存在一些局限性,比如两个队列在采样和处理上存在差异,研究对象主要是轻度 COPD 患者等。但总体而言,这项研究为我们理解环境因素、微生物群和 COPD 之间的关系提供了重要依据,也为后续进一步研究指明了方向,有助于推动呼吸健康领域的发展,期待未来能有更多突破,为 COPD 患者带来新的希望 。

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