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为解决传统结核病（TB）诊断周转时间长、成本高及无法检测合并感染等问题，研究人员利用牛津纳米孔技术（ONT）对疑似 TB 患者痰液进行全长 16S rDNA 和 ITS 扩增子测序。发现 MTB 组结核分枝杆菌（M. tuberculosis）等丰度高，且菌群存在协同与竞争作用，为 TB 诊断提供新方向。
结核病（Tuberculosis, TB）作为全球重大健康威胁，其快速精准诊断始终是医学领域的难点。传统诊断方法如细菌培养需数周时间，且难以同时检测结核分枝杆菌（Mycobacterium tuberculosis, MTB）与其他细菌、真菌的合并感染，导致治疗延误和病情复杂化。据世界卫生组织数据，2023 年全球新增 TB 病例达 1080 万例，而合并感染会进一步加剧患者的免疫损伤和治疗难度。因此，开发一种能快速、全面解析 TB 患者呼吸道微生物组的技术，对提升诊断效率和治疗效果至关重要。
泰国朱拉隆功大学（Chulalongkorn University）的研究团队针对这一临床需求，开展了基于牛津纳米孔技术（Oxford Nanopore Technologies, ONT）的临床宏基因组学研究。该研究通过分析疑似 TB 感染患者痰液中的细菌和真菌微生物组，揭示了 MTB 感染与菌群组成变化的关联，相关成果发表在《Scientific Reports》。
研究采用的关键技术包括：
- 全长 16S rDNA 和 ITS 扩增子测序：利用 ONT 的 MinION 平台对细菌 16S rDNA（V1-V9 区域）和真菌内部转录间隔区（Internal Transcribed Spacer, ITS）进行长读长测序，实现微生物物种的精准鉴定。
- 样本队列：纳入 97 份痰液样本，分为 56 例 MTB 阳性组和 41 例阴性组，基于培养和基因检测进行分组。
- 生物信息学分析：通过 Alpha 多样性（Chao1、Shannon 指数）、Beta 多样性（主坐标分析，PCoA）、线性判别分析效应量（LEfSe）及相关性网络分析，比较菌群组成差异和互作模式。
研究结果
细菌微生物组特征
- 多样性差异：MTB 组细菌物种丰富度（Chao1 指数）显著高于阴性组（P=0.0281），但物种均匀度（Shannon 指数）无显著差异。主坐标分析显示两组细菌群落结构存在显著分离（PERMANOVA, F=3.6638, P=0.001）。
- 关键物种：MTB 组中结核分枝杆菌（M. tuberculosis）和嗜麦芽窄食单胞菌（Stenotrophomonas maltophilia）丰度显著升高，而阴性组中黑色素普雷沃菌（Prevotella melaninogenica）、小韦荣球菌（Veillonella parvula）等丰度更高。
真菌微生物组特征
- 群落结构变化：两组真菌物种丰富度和均匀度无显著差异，但 Beta 多样性分析显示群落组成存在显著差异（PERMANOVA, F=3.1601, P=0.007）。
- 特征真菌：MTB 组中 orthopsilosis 念珠菌（Candida orthopsilosis）为特异性高丰度物种，而阴性组以 leucospermi 金黄担子菌（Aureobasidium leucospermi）和 muriae 沃尔菌（Wallemia muriae）为主。
微生物互作网络
相关性分析表明，MTB 与嗜麦芽窄食单胞菌、普氏菌（Prevotella copri）等存在正相关，提示协同作用；与溶齿放线菌（Actinomyces odontolyticus）等存在负相关，可能存在竞争关系。此外，嗜麦芽窄食单胞菌与多种真菌（如 Haglerozyma chiarellii）呈正相关，暗示其在 MTB 感染微环境中的核心作用。
研究结论与意义
本研究首次利用 ONT 技术系统解析了 TB 患者痰液中的细菌和真菌微生物组，证实 MTB 感染可导致呼吸道菌群失调，表现为条件致病菌富集和共生菌减少。关键发现包括：
- 诊断价值：ONT 测序能快速检测 MTB 及合并感染的细菌、真菌物种，弥补传统方法的不足。
- 机制启示：微生物间的协同与竞争关系可能影响 TB 病情进展，如嗜麦芽窄食单胞菌与 MTB 的共富集可能加剧感染。
- 临床转化：该技术为 TB 的精准诊断和菌群靶向治疗提供了新工具，尤其适用于资源有限地区的快速检测。
研究同时指出，尽管 ONT 技术在长读长和实时分析方面具有优势，但仍需进一步优化以提高 MTB DNA 的检测灵敏度，并纳入更多临床变量（如抗生素使用、HIV 感染状态）以完善菌群 - 疾病关联分析。总体而言，该研究为 TB 的微生物组研究和新型诊断技术开发奠定了重要基础。
