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为探究社区获得性肺炎（CAP）患者病程及康复期宿主基因表达和呼吸道微生物组纵向变化，研究人员对 CAP 患者及对照人群的外周血转录组和口咽拭子微生物组进行纵向分析。发现 CAP 患者免疫、凝血及线粒体功能异常持续存在，微生物组失调显著，为 CAP 长期管理提供新方向。
社区获得性肺炎（Community-Acquired Pneumonia, CAP）作为全球主要健康威胁，其病程及康复期宿主基因表达与呼吸道微生物组的动态变化一直未被充分揭示。目前，多数研究聚焦于 CAP 急性期的免疫特征或临床症状，却忽视了康复期宿主转录组的持续改变，以及上呼吸道微生物组（Upper Respiratory Tract Microbiome, URT Microbiome）与宿主免疫的长期互作机制。此外，CAP 对线粒体功能、凝血系统的潜在影响，以及微生物组失调的持续时间等关键问题，仍需深入探究。
为填补这一研究空白，中国 - 日本友好医院和淄博市医院的研究团队开展了一项纵向研究。研究以 CAP 患者及年龄、性别匹配的健康志愿者为对象，从患者入院至感染后 4 个月，纵向采集外周血（用于转录组分析）和口咽拭子（用于微生物组分析），通过整合转录组与微生物组数据，解析宿主 - 微生物互作的动态规律。该研究成果发表在《Biosafety and Health》，为 CAP 的长期管理提供了重要科学依据。
研究采用了多项关键技术：
- 转录组测序：对不同时间点的外周血样本进行 RNA 测序，分析基因表达谱变化。
- 16S rRNA 测序：通过口咽拭子样本的微生物组测序，评估细菌组成及多样性。
- 靶向下一代测序（tNGS）：检测 CAP 患者呼吸道病原体，明确感染类型。
- 加权基因共表达网络分析（WGCNA）：整合宿主基因模块与微生物相对丰度，挖掘关键互作关系。
- 免疫细胞比例预测：利用 CIBERSORT 算法，基于转录组数据推断血液中免疫细胞亚群比例。
研究结果
3.1 CAP 患者转录谱持续异常
研究纳入 44 例 CAP 患者和 44 例健康对照。转录组分析显示，CAP 患者在入院（T1）、住院中期（T2）、出院前（T3）及康复期（T4）的基因表达谱均与健康人存在显著差异。尽管随时间推移，差异基因数量逐渐减少，但直至 T4 期，仍有 1033 个上调基因和 183 个下调基因未恢复至正常水平。例如，MPO、MMP8 等免疫相关基因持续高表达，而 HBM、VMO 等基因表达下调。主成分分析（PCA）证实，患者各时间点的转录谱均独立于健康对照组，表明 CAP 对宿主基因表达的影响具有长期持续性。
3.2 康复期转录动态揭示关键通路变化
通过时间序列分析，研究识别出三组动态表达基因模块：
- 免疫应答模块（如 BCL6、MYD88）在急性期高表达，出院后下调，富集于 B 细胞介导的免疫等通路，提示住院期间适应性免疫活跃。
- 凝血相关模块（如 VWF、GP6）在急性期显著激活，随后逐渐恢复，与 “血液凝固”“血小板激活” 通路高度相关，表明 CAP 患者存在急性凝血功能紊乱。
- 线粒体功能模块（如 NDUFB1、ATP5MG）在住院期间持续下调，康复期部分回升，富集于 “氧化磷酸化”“线粒体 ATP 合成” 等通路。PBMCs 中 ATP 水平检测证实，CAP 患者急性期线粒体功能受损，能量代谢异常。
3.3 免疫细胞及通路的动态调整
免疫细胞比例分析显示，调节性 T 细胞（Tregs）在 CAP 患者中持续低于健康人，CD4?记忆 T 细胞在急性期升高，CD8? T 细胞和自然杀伤（NK）细胞减少，中性粒细胞和 M2 型巨噬细胞在 T2-T3 期增多并持续至康复期。通路分析表明，凋亡、吞噬作用、干扰素信号等免疫相关通路在病程中动态重塑，IL-7、IL-18 等细胞因子表达异常，提示免疫微环境的复杂重构。
3.4 上呼吸道微生物组长期失调
微生物组分析显示，CAP 患者口咽微生物组的 α 多样性（如 ACE、Chao1 指数）在各时间点均显著低于健康人，β 多样性分析表明患者与健康人、急性期与康复期的微生物组成存在显著差异。菌群组成上，患者以厚壁菌门（Firmicutes）为主，而健康人拟杆菌门（Bacteroidetes）和变形菌门（Proteobacteria）更丰富。属水平上，患者急性期链球菌属（Streptococcus）、韦荣球菌属（Veillonella）丰度升高，嗜血杆菌属（Haemophilus）、奈瑟菌属（Neisseria）等降低；康复期优势菌属转变为链球菌属、 Gemella 属等，提示微生物组失调贯穿病程且具有阶段特异性。
3.5 微生物组与转录组的互作网络
WGCNA 分析构建了宿主基因模块与微生物属的关联网络。结果显示，嗜血杆菌属、奈瑟菌属等与线粒体结构和功能通路呈正相关，而普雷沃菌属（Prevotella）与抗病毒防御、干扰素信号通路正相关，且其丰度随时间下降。此外，凝血相关基因模块与链球菌属、罗斯氏菌属（Rothia）等呈负相关，提示微生物组成可能通过影响能量代谢和免疫应答参与 CAP 康复。
研究结论与意义
本研究首次系统揭示了 CAP 患者康复期宿主转录组与口咽微生物组的持续动态变化。结果表明，CAP 可导致宿主免疫应答、凝血系统和线粒体功能的长期扰动，同时引发微生物组多样性降低和组成异常，且两者通过复杂互作影响疾病转归。这些发现不仅拓展了对 CAP 长期影响的认知，也为临床制定个性化康复方案提供了新靶点，例如通过调节线粒体功能、纠正凝血异常或干预微生物组（如益生菌疗法）促进患者全面恢复。未来研究需进一步验证微生物组干预的临床效果，并探索年轻患者群体的适应性差异，为 CAP 的精准医疗奠定基础。
