儿童哮喘发作预测新策略：唾液微生物组、血清炎症介质与既往发作史的互补作用

这篇研究通过整合唾液微生物组（salivary microbiome）、血清炎症介质（serum inflammatory mediators）和既往哮喘发作史（past attack history），开发了儿童哮喘发作的预测模型（AUROCC ~0.87）。研究发现，联合模型显著优于单一指标（如FENO或血嗜酸性粒细胞计数），揭示了口腔-免疫互作在哮喘恶化中的潜在机制，为临床早期干预提供了非侵入性生物标志物新思路。

　　

引言

哮喘是儿童最常见的慢性疾病，急性发作（exacerbations）对健康和社会经济造成双重负担。尽管既往发作史是已知的强预测因子，但其无法反映发作前的病理生理变化。近年研究发现，口腔微生物组（oral microbiome）作为呼吸道与肠道的动态交互界面，其组成变化与哮喘控制水平和免疫调节密切相关。本研究首次系统性探索唾液微生物组、血清炎症介质与哮喘发作史的协同预测价值。

研究方法

采用前瞻性多中心设计，纳入SysPharmPediA（发现队列，n=121）和U-BIOPRED（验证队列，n=33）6-17岁中重度哮喘儿童。通过16S rRNA测序分析唾液微生物组（V3-V4区），Luminex技术检测血清炎症介质（如TIMP-4、VEGF、MIP-3β等），并收集12个月内严重发作（需全身糖皮质激素或住院）数据。采用随机森林（random forest）构建三类预测模型：单一指标模型（微生物组/炎症介质/发作史）、两两组合模型及全整合模型。

关键发现

微生物组特征：六种口腔菌属（Cardiobacterium、Rothia等）构成最佳预测组合，其中Capnocytophaga在发作组丰度显著升高（可能与MIP-1β介导的嗜酸性粒细胞募集相关），而Corynebacterium（抑制致病链球菌生长）和Cardiobacterium（与非过敏表型正相关）具有保护作用。

炎症介质网络：TIMP-4（基质金属蛋白酶抑制剂）、VEGF（促进血管通透性）和MIP-3β（招募树突细胞）组成的炎症三联征，共同驱动气道重塑（airway remodeling）和持续炎症。

模型性能：

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  单一模型：发作史（AUROCC 0.72）≈炎症介质（0.70）≈微生物组（0.68）

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  联合模型：七项特征（发作史+3菌属+3介质）在发现队列达AUROCC 0.88（敏感性80%，特异性96%），验证队列即使仅用VEGF仍保持0.84的预测效能。

机制探讨

研究提出"微生物-免疫-临床"交互假说：口腔菌群通过代谢产物（如LPS、短链脂肪酸SCFAs）调控全身炎症——Capnocytophaga的LPS可能激活VEGF通路，而Corynebacterium的抗菌物质通过调节TIMP-4平衡组织修复。这种跨维度互作解释了联合模型优于传统生物标志物（如FE_NO和血嗜酸粒细胞）的原因。

临床意义

1. 1.

   非侵入性采样：唾液检测更易被儿童接受，适合动态监测

2. 2.

   精准预防：高风险患儿可早期接受微生物调节（益生菌/抗生素）或靶向抗炎治疗

3. 3.

   转化潜力：未来或开发口腔菌群移植（oral microbiota transplantation）等新疗法

局限与展望

样本量限制亚组分析，且未评估口腔健康（如龋齿）的影响。下一步需开展干预性研究验证微生物调控对发作率的实际影响，并探索宏基因组（metagenomics）与代谢组（metabolomics）的深度整合。

该研究为哮喘发作预测提供了创新性多维框架，凸显了跨学科研究在呼吸系统疾病管理中的重要性。