Meta转录组学揭示老年长期COVID患者呼吸道微生物组的生态失调及其临床意义

长期COVID（LC）对老年人群健康构成严重威胁，但其与呼吸道微生物组的关联尚不明确。为解决这一问题，研究人员通过meta-transcriptomic测序分析了201份老年LC患者样本，发现其呼吸道微生物多样性显著降低，且HSV-1、Human coronavirus 229E等病毒丰度升高，同时色氨酸-血清素代谢通路异常。该研究填补了老年LC患者呼吸道微生物组研究的空白，为临床干预提供了新靶点。

　　

长期COVID（Long COVID, LC）作为COVID-19的慢性后遗症，正成为全球公共卫生的新挑战。老年患者尤其面临更高风险，其症状复杂多样，包括持续性疲劳、认知障碍和呼吸困难等。尽管肠道微生物组与LC的关联已有研究，但呼吸道微生物组在老年LC中的作用仍是未解之谜。呼吸道作为病原体入侵的首要防线，其微生物群落的变化可能直接影响免疫稳态和疾病进程。然而，目前关于老年LC患者呼吸道微生物组的多界（细菌、真菌、病毒）系统性研究几乎空白，且微生物功能活性与症状的关联机制亟待阐明。

为填补这一空白，无锡市第五人民医院和遵义医科大学附属医院的研究团队开展了针对老年LC患者的呼吸道微生物组研究。通过meta-transcriptomic（宏转录组）测序技术分析101名中老年患者的201份咽拭子和痰液样本，揭示了LC相关的微生物组特征及其代谢功能变化。研究发现，LC患者呼吸道微生物多样性显著降低，且疱疹病毒HSV-1、人类冠状病毒229E等病毒检出率升高。此外，微生物色氨酸-血清素代谢通路异常可能与LC症状相关。该成果发表于《Research》，为理解LC的微生物机制提供了重要证据。

研究采用多项关键技术：1）基于Kraken2的跨物种注释流程，结合GC含量校正和严格过滤（细菌RPM>10，病毒/真菌RPM>1）；2）利用HUMAnN 3.0进行MetaCyc通路功能预测；3）针对病毒组完成基因组组装（Megahit）和宿主互作网络分析；4）采用Bray-Curtis距离和PERMANOVA评估β多样性差异。样本来自中国两家医院的65.2岁（平均年龄）LC队列，包含43.6%的LC患者。

研究结果

1. 样本特征与队列设计
   LC患者以65岁为主，常见症状包括睡眠障碍（68%）、咳嗽（52%）和呼吸困难（49%）。87.1%参与者接种过疫苗，40.6%经历多次感染。

2. 微生物组结构与多样性改变
   LC患者下呼吸道（痰液）的Shannon指数显著降低（P<0.05），且链球菌属（Streptococcus）相对丰度下降。β多样性分析显示LC与非LC组微生物组成差异显著（PERMANOVA R²=0.03, P=0.004）。

3. 病原微生物失调
   LC组痰液中念珠菌属（Candida）检出率增加，而普雷沃菌（Prevotella bivia）丰度降低。咽拭子中健康相关Gemella sanguinis减少，淋病奈瑟菌（Neisseria gonorrhoeae）增加。

4. 病毒群落特征
   Litunavirus属噬菌体在LC组富集，HSV-1和Human coronavirus 229E检出率分别提高3.2倍和2.1倍。网络分析显示噬菌体PA26与葡萄球菌属（Staphylococcus）存在强互作（Spearman r>0.6）。

5. 功能通路异常
   LC组微生物色氨酸降解通路（MetaCyc PWY-6383）表达上调，而脂肪酸补救通路（PWY-5973）下调。血清素降解相关基因表达与神经症状显著相关。

6. 临床关联性
   链球菌噬菌体phiARI0131-2丰度与疫苗接种次数负相关（R=-0.41），而伯克霍尔德菌（Paraburkholderia fungorum）呈正相关（R=0.41）。

结论与意义
该研究首次系统描绘了老年LC患者呼吸道微生物组的跨物种失衡特征，揭示了病毒再激活（如HSV-1）与微生物代谢紊乱（如色氨酸-血清素轴）的潜在关联。发现Vientovirus的复制蛋白（Rep）可能作为LC诊断标志物，而噬菌体-宿主互作网络为理解LC慢性化提供了新视角。局限性包括缺乏健康对照和纵向数据，但研究为开发微生物靶向疗法（如调节色氨酸代谢）奠定了理论基础。未来需结合代谢组学和免疫分析，进一步阐明微生物组影响LC症状的具体机制。