《Frontiers in Immunology》：The pediatric nasal microbiome and its role in chronic ENT disorders: a narrative review
引言
近年来，人类微生物组研究深刻改变了医学多个领域的认知，耳鼻喉科学也不例外。上呼吸道作为微生物相互作用的关键场所，在儿童免疫系统和黏膜屏障尚未完全发育的阶段尤为重要。生命早期的鼻咽微生物组不仅维持局部免疫稳态，更可能影响反复感染和慢性炎症的发病风险。虽然人体微生物组研究日益受到关注，但针对儿童鼻咽微生物组的研究仍处于起步阶段。现有证据表明，Dolosigranulum pigrum (D. pigrum) 和 Corynebacterium accolens (C. accolens) 等细菌属在维持黏膜健康中发挥保护作用，而 Haemophilus influenzae (H. influenzae)、Moraxella catarrhalis (M. catarrhalis) 和 Streptococcus pneumoniae (S. pneumoniae) 则常与呼吸道感染相关。这些微生物模式引发了关于其作为 ENT 疾病预测生物标志物潜力的重要临床问题。
健康儿童的鼻腔微生物组
生命早期的定植过程
健康鼻腔微生物组的建立是一个始于出生并持续至幼儿期的动态过程。分娩方式对婴儿微生物群产生显著影响：阴道分娩的婴儿微生物群与阴道菌群相似，而剖宫产导致细菌多样性降低和皮肤相关菌群占主导。这些早期差异可能影响关键发育窗口期的微生物多样性轨迹和免疫启动。母乳喂养通过支持保护性共生菌（如 D. pigrum 和 C. accolens）的发展，与上呼吸道感染易感性降低相关。此外，母体微生物组、围产期抗生素使用和看护人接触等因素共同影响微生物稳定性，从而对长期呼吸道健康产生深远影响。
环境因素强烈影响鼻腔微生物组的成熟过程。兄弟姐妹接触、日托机构 attendance 和家庭拥挤增加微生物交换和多样性，而城市污染和被动烟草烟雾暴露与促炎微生物谱的转变相关。季节性也发挥作用，寒冷月份因病毒共感染和改变的黏膜免疫，更利于呼吸道病原体定植。宿主相关因素包括遗传背景、免疫系统成熟和营养状况进一步塑造微生物组成。发育中的黏膜免疫系统通过抗菌肽、分泌型 IgA 和上皮屏障机制积极选择耐受性共生菌，同时限制病原体扩张。这种双向宿主-微生物相互作用有助于健康相关微生物生态系统的稳定。
核心微生物类群与健康相关谱
健康儿童鼻腔微生物组通常由有限数量的优势菌属组成，包括 D. pigrum、C. accolens、M. catarrhalis 和 Staphylococcus epidermidis (S. epidermidis)。其中 Dolosigranulum pigrum 和 Corynebacterium accolens consistently 作为婴幼儿健康相关鼻腔微生物谱的核心成员。多项队列研究表明，D. pigrum 和 Corynebacterium 物种的共优势与上呼吸道感染、中耳炎和慢性炎症性 ENT 疾病的易感性降低相关。这种微生物配置被认为是发育中上气道生态系统稳定性和恢复力的标志。
功能上，这些共生细菌通过几种互补机制发挥保护作用。Corynebacterium accolens 以代谢宿主来源的皮肤和黏膜脂质著称，释放具有强效抗肺炎球菌和抗 Staphylococcus aureus 活性的游离脂肪酸。通过这种代谢活性，Corynebacterium 物种积极促进竞争性排除，限制病原体定植而不引发炎症。同时，D. pigrum 与上皮屏障完整性增强和局部免疫应答调节相关，包括促炎细胞因子表达减少和黏膜表面免疫耐受促进。虽然精确分子通路仍在研究中，但积累证据表明 D. pigrum 可能间接支持上皮成熟和黏液调节，从而加强对抗空气传播病原体的第一道防线。
健康鼻腔微生物组的另一个重要组成部分是 Staphylococcus epidermidis。虽然传统上被视为皮肤共生菌，S. epidermidis 在鼻腔腔室中通过抑制更具毒力的葡萄球菌物种（特别是 S. aureus）定植发挥相关作用。这种拮抗效应通过生态位竞争和抗菌肽产生共同介导，进一步促进微生物平衡和抗感染保护。
重要的是，并非在健康儿童中检测到的所有类群在所有情况下都严格有益。如 Moraxella catarrhalis 等某些生物体体现了"病原共生菌"概念——这些微生物在早期定植期间可作为无害共生菌存在，但在生态平衡被破坏时具有促进炎症或疾病的能力。在保护性类群主导的稳定多样化微生物组背景下，M. catarrhalis 可能持续存在而不产生不良效应。然而，病毒感染、抗生素摄入或共生竞争者丧失等因素可能改变这种平衡，使病原共生菌扩张并促进黏膜炎症、生物膜形成和疾病进展。
微生物组稳定性与多样性的影响因素
儿童鼻腔微生物组受多种外部和宿主相关因素影响。抗生素暴露（特别是在生命第一年）与微生物多样性减少和恢复平衡延迟相关。城市生活条件、污染和被动烟草烟雾暴露也促进有利于病原类群的微生物转变。微生物组成受季节性影响，寒冷月份与呼吸道病原体定植增加相关。社会经济因素包括家庭拥挤和日托出席影响微生物多样性。此外，饮食模式和营养状况可能通过系统性免疫效应间接调节鼻腔微生物组。
免疫学意义与宿主-微生物组相互作用
鼻腔和鼻咽黏膜代表关键免疫界面，宿主防御在此与常驻微生物群落持续相互作用。这些黏膜表面通过上皮完整性、先天免疫信号和适应性免疫应答主动塑造微生物群落结构，远非被动屏障。反过来，鼻腔微生物组的组成和功能活性深刻影响黏膜免疫张力，促进免疫稳态或慢性炎症。
在健康儿童中，共生菌主导的鼻腔微生物组支持黏膜免疫平衡。上皮细胞与常驻免疫细胞一起通过 Toll 样受体等模式识别受体识别共生微生物，导致受控免疫激活而无过度炎症。健康相关类群（包括 D. pigrum 和 C. accolens）与促炎细胞因子表达减少、抗菌肽产生增强和调节性免疫通路促进相关。这些相互作用支持上皮屏障成熟、黏液调节和有效黏膜纤毛清除，共同加强对抗吸入病原体的第一道防线。
这种平衡生态系统的破坏——无论是通过感染、抗生素暴露还是环境应激源——可能导致微生物组驱动的免疫失调。生态失调定义为病原类群增加和共生菌丰度减少的过程，与黏膜炎症和感染易感性增高相关。微生物菌落与宿主免疫应答之间的动态相互作用在微生物物种选择中发挥重要作用。
保护性共生菌丧失和微生物多样性减少常伴随炎症耐受或促炎类群（如 Haemophilus influenzae、Moraxella catarrhalis、Streptococcus pneumoniae 和 Staphylococcus aureus）丰度增加。这些生物体可通过诱导上皮细胞因子释放、使局部免疫应答向 Th1、Th2 或 Th17 极化以及损害调节通路，主动调节宿主免疫。此类免疫转变在变应性鼻炎（微生物组改变可能放大 2 型炎症）和慢性鼻窦炎（持续免疫激活维持黏膜水肿和组织重塑）中特别相关。
微生物组改变与慢性 ENT 疾病之间的核心机制联系是上皮屏障功能障碍。生态失调期间释放的炎症介质破坏紧密连接完整性，增加上皮通透性并损害黏膜纤毛清除。这种受损屏障便于微生物更深渗透和延长抗原暴露，进一步延续炎症。在黏膜屏障仍在发育的儿童中，此过程可能特别有影响，易导致反复感染和慢性疾病。
另一个关键致病机制是生物膜形成。在生态失调条件下，病原共生菌可在鼻上皮、腺样体、扁桃体或窦黏膜组织成生物膜。生物膜提供对抗宿主免疫防御和抗菌治疗的物理保护，使细菌能够以低度炎症状态持续存在。生物膜相关群落表现 altered 基因表达、增强耐药性和 cooperative 代谢相互作用，所有这些都有助于疾病慢性化，如渗出性中耳炎、腺样体肥大和慢性鼻窦炎。
重要的是，黏膜炎症和微生物生态失调参与自我强化反馈循环。炎症改变局部微环境——通过氧气可用性、营养组成和抗菌肽表达变化——选择性 favor 适应炎症条件的微生物。这些微生物转变进一步刺激免疫激活，创建稳定疾病相关微生物群落并阻止健康共生菌主导状态恢复的循环。
儿童 ENT 病理中的鼻腔微生物组
中耳炎
中耳炎（OM）是儿科最常见感染性疾病之一，也是抗生素处方和手术干预的主要原因。对 OM 发作的易感性及其临床过程目前被认为与鼻咽微生物组 linked，如若干新证据支持此假设。中耳炎最强烈与鼻咽微生物组改变相关，而非前鼻或口腔微生物组。鼻咽作为 otopathogens（如 Haemophilus influenzae、Moraxella catarrhalis 和 Streptococcus pneumoniae）的主要生态储库，这些病原体可通过咽鼓管上行至中耳。
健康儿童鼻咽微生物群通常以 Corynebacterium 和 Dolosigranulum 等共生菌为主，这些菌与黏膜保护和 OM 发生率降低相关。相反，复发性 OM 或慢性渗出性中耳炎（OME）儿童表现出以病原体（如 H. influenzae、M. catarrhalis 和 S. pneumoniae）水平升高为标志的微生物谱。
使用 16S rRNA 测序的研究表明，OME 儿童常呈现较低微生物多样性和较高 otopathogens 丰度。Alloiococcus otitidis (A. otitidis) 先前被视为污染物或良性定植菌，现已成为中耳炎症的可能因素，特别是在生物膜存在时。类似地，Turicella otitidis (T. otitidis) 已在某些队列中研究，虽然其临床意义仍不明确。
这些微生物转变已通过 16S rRNA 测序和鸟枪法宏基因组学检测到，揭示鼻咽与中耳之间 altered 网络。若干研究表明早期微生物组模式可能预测未来 OM 风险，强调微生物生物标志物潜力以制定个体化预防策略。
几种已知影响早期微生物组发展的宿主和环境因素，如出生方式、喂养实践和抗生素暴露，已与 OM 易感性相关。微生物组靶向方法包括益生菌、细菌干扰和窄谱抗生素已被提出以保护共生类群并降低反复感染风险，虽然临床证据仍然有限。
变应性鼻炎
变应性鼻炎（AR）是儿童 prevalent 慢性炎症性疾病，特征为鼻塞、鼻漏、打喷嚏和瘙痒。新证据表明鼻腔微生物组改变可能在 AR 发病机制和严重度中发挥作用。
最近研究比较 AR 儿童与健康对照的微生物模式显示显著差异。具体而言，AR 患者鼻腔中 S. aureus 和 S. epidermidis 丰度显著增加，而有益共生菌减少。AR 患者中观察到的生态失调过程可能刺激炎症应答。
此外，症状严重度已显示与鼻腔微生物组成相关。Ralstonia 物种较高水平与更严重鼻症状相关，表明在加剧黏膜炎症中的潜在作用。
理解鼻腔微生物组在儿科 AR 中的作用可能为新型诊断或治疗策略铺平道路。微生物菌落调节可能成为改善 AR 儿童生活质量的未来靶点。
小儿阻塞性睡眠呼吸暂停中的腺样体和扁桃体肥大
腺样体肥大（AH）和扁桃体肥大（TH）是儿童上气道梗阻的常见原因，代表小儿睡眠呼吸暂停（OSA）的关键解剖学基础。传统上认为这些情况仅通过阻塞鼻咽在 OSA 中发挥机械作用，但最近使用测序技术的研究揭示微生物组与局部免疫系统复杂相互作用的重要参与。
与健康对照相比，AH 儿童携带独特鼻腔微生物群，具有降低的 alpha 多样性和潜在病原共生体（如 H. influenzae、S. pneumoniae 和 M. catarrhalis）丰度增加，如最近研究显示。这引发问题：生命早期靶向微生物组成是否可能调节疾病进展或严重度。
当前由 AH 或 TH 引起 OSA 的管理聚焦于手术切除肥大组织。未来微生物模式研究可能帮助 ENT 外科医生在儿童 OSA 手术治疗或基于风险等级的非手术干预之间决策。
最近工作使用 16S rRNA 测序比较慢性扁桃体炎（CT）和扁桃体肥大（TH）患者的表面和核心扁桃体微生物群，揭示独特微生物签名。Haemophilus、Streptococcus、Neisseria、Capnocytophaga、Kingella、Moraxella 和 Lachnospiraceae 在 TH 中富集，而 Dialister、Parvimonas、Aggregatibacter 和 Atopobium 与 CT 相关。网络分析突出 Dialister、Parvimonas 和 Neisseria 作为关键类群，以及以 Haemophilus 和 Neisseria 为主的独特微生物群类型为 TH 独有。这些发现表明特定细菌属可能作为生物标志物区分 CT 与 TH，并突出扁桃体疾病中潜在微生物群-免疫相互作用。
慢性鼻窦炎
儿童慢性鼻窦炎（CRS）是鼻旁窦的持续性炎症性疾病，常导致鼻阻塞、脓性鼻漏、面部压力和咳嗽持续超过 12 周。多种因素促成 CRS 发作，但最近研究表明鼻腔微生物组生态失调在其发病机制和临床异质性中发挥重要作用。
CRS 儿童常呈现微生物多样性失衡，鼻腔中促炎或生物膜相关类群（如 S. aureus、Corynebacterium tuberculostearicum (C. tuberculostearicum)、Prevotella 和 Fusobacterium）表达增加。这些改变可能促进持续性黏膜炎症，损害黏膜纤毛清除并促进慢性生物膜形成。
相反，CRS 患者中保护性共生菌（如 Dolosigranulum 和 C. accolens）相对较少，这些菌自然存在于健康鼻腔微生物群。这种失衡可能促进病原菌主导并促成反复或治疗抵抗性疾病。
此外，使用 16S rRNA 测序的研究显示微生物模式在 CRS 表型间可能显著变异，包括伴或不伴鼻息肉者，虽然儿科人群数据仍然有限。
当前，儿童 CRS 标准治疗基于抗生素 therapy 或手术，导致生态失调和抗生素耐药细菌。未来研究需要包括微生物组靶向 therapy 设计以恢复鼻腔微生物平衡。
知识差距与方法学挑战
随时间推移，若干研究为理解鼻腔微生物组及其在儿科 ENT 病理中的重要性带来了重要信息。然而，若干知识差距和方法学限制持续作为临床实施的障碍。
推进儿科鼻腔微生物组研究的主要挑战之一在于研究间方法学变异性。首先，采样方法存在显著异质性。研究在目标解剖部位（如前鼻孔 vs. 鼻咽）、拭子技术和 DNA 提取方案方面不同，所有这些都影响微生物产量和跨队列可比性。采样策略、测序方法和分析流程都强烈影响报告的微生物谱，使得跨队列比较发现或得出可重复结论变得困难。
采样部位是核心问题。虽然许多研究依赖前鼻孔拭子因其在儿童中的无创性和易于收集，这些样本可能不准确反映居住在鼻咽更深处的微生物群落，后者与中耳炎和慢性鼻窦炎更相关。鼻咽抽吸物和拭子虽然更具代表性，但可能不适且技术挑战性大，特别是在年幼儿童中。额外复杂性来自分析手术期间收集的腺样体或扁桃体组织的研究。这些样本可能提供对生物膜相关微生物和局部生态失调的独特见解，但通常限于已接受手术程序的儿童，引入选择偏倚。缺乏关于最佳采样部位的共识使结果解释复杂化，因为微生物组成跨解剖生态位变异，并突出对标准化和临床验证采样协议的迫切需求。
当前证据来自横断面研究，提供对微生物定植随时间动态和疾病或健康进展的有限见解。纵向研究对于建立因果关系和识别 ENT 病理的早期微生物预测因子至关重要。
鼻腔微生物群的功能潜力仍然探索不足。虽然 16S rRNA 测序揭示群落结构，但少数研究评估黏膜界面的基因表达（宏转录组学）、代谢物产生（代谢组学）或直接宿主-微生物相互作用。
另一个关键差距是缺乏地理和社会人口多样性。大多数研究基于北美和西欧，东欧或低收入和中等收入儿科人群代表性有限。局部抗生素使用、污染水平、变应原暴露和遗传背景可能塑造微生物谱和疾病风险，但很少被控制。
许多发表研究未能证实临床元数据，如症状严重度、治疗史、过敏状态或合并症，这些是关联微生物模式与临床表达的基本变量。为可重复发现和可靠转化为诊断和干预，解决方法学限制至关重要。
最后，该领域迫切需要跨研究设计和分析流程的更大标准化。当前，DNA 提取试剂盒、测序平台、引物选择和生物信息学工作流程的异质性导致微生物谱 substantial 变异，即使分析相同样本类型。缺乏针对儿科鼻腔微生物群的参考数据集进一步复杂化基准测试和解释。国际协作和多中心研究可能帮助建立统一协议，包括样本收集、存储、测序和数据分析指南。同等重要的是纳入稳健临床元数据——如抗生素使用、疫苗接种状态、环境暴露、过敏史和社会经济背景——以允许微生物组模式与临床结果之间有意义的关联。无标准化方法和全面元数据，儿科 ENT 微生物组研究的转化潜力将保持有限。
未来方向与临床应用
微生物组研究与临床耳鼻喉科学之间的转化差距必须通过不仅方法学改进，而且向以患者为中心的应用转变来缩小。
一个关键方向是开发基于微生物组的风险分层评分。若干研究表明某些微生物谱——如 Dolosigranulum 低丰度或 Haemophilus 或 Staphylococcus 物种主导——与儿童反复 ENT 感染和变应性炎症易感性相关。这些模式可作为早期诊断或预后的预测风险评分。
同时，对微生物组知情诊断的兴趣日益增长。高效分析可能帮助区分常见耳鼻喉科病理的病毒、细菌和生态失调原因，特别是在可能需抗生素治疗的情况下。微生物生物标志物识别可能改善边缘手术病例（如腺样体切除术或鼓膜造孔管放置）中的决策。
另一个有前景的前沿是鼻腔微生物组的治疗调节。虽然肠道聚焦干预（如益生菌或粪便微生物移植）被充分研究，但鼻腔策略仍在涌现。局部益生菌或细菌来源的免疫调节剂可能提供系统性抗生素或皮质类固醇的非侵入性替代方案。
此外，未来研究应采用整合细菌、病毒和真菌群落与 AMR 基因分析的多界微生物组方法。理解这些复杂相互作用可能帮助解释疾病易感性和治疗反应的个体间变异性。将病毒组、真菌组和耐药组数据纳入预测模型可能导致儿科 ENT 护理中更精确的风险分层和创新治疗干预。
而且，新证据支持个性化微生物干预可能性，由基线微生物结构、环境风险暴露（如被动吸烟、城市污染）和免疫表型指导。未来，微生物谱分析可能改变高危儿童（如有反复上气道感染或共病变应性鼻炎者）的预防性护理。
为实现此潜力，跨学科协作至关重要——结合临床耳鼻喉科学与微生物学、免疫学、生物信息学和公共卫生。大型多中心儿科队列和对照干预试验对于验证微生物组靶向 therapy 的安全性、效力和适应性至关重要。
结论
近年来，测序技术的进步深化了我们对鼻腔微生物组在儿科健康与疾病中作用的理解。远非被动定植者，鼻腔微生物群主动塑造局部免疫发育、黏膜防御和慢性 ENT 疾病易感性。
若干研究证明中耳炎、腺样体和扁桃体肥大、变应性鼻炎和慢性鼻窦炎儿童中 distinct 微生物模式。生态失调——以微生物多样性减少和潜在致病菌属主导为标志——似乎促成疾病持续性和复发性。D. pigrum 和 C. accolens 等共生菌存在与黏膜稳定性和炎症减少一致相关。
当前知识的临床实施被方法学不一致、横断面研究设计和鼻咽微生物群模式功能表征有限所 disrupt。需要纵向研究、标准化协议和组合组学分析方法以更好确定因果关系和治疗靶点。
展望未来，鼻腔微生物组作为儿科耳鼻喉科学中的诊断生物标志物和治疗靶点持有 promise。基于微生物组的风险分层个性化微生物 therapy 和生态失调相关疾病预防可能成为常规临床护理部分——前提未来研究以严谨和转化意图解决当前差距。
