整合多组学解析HIV相关COPD气道微生物生态与炎症性转录重塑

《Nature Communications》：Microbial ecological instability and non-linear host interactions shape airway inflammation in HIV-associated COPD

　　

摘要

慢性阻塞性肺疾病（COPD）在撒哈拉以南非洲的艾滋病病毒（HIV）感染者中日益受到关注，但连接气道微生物生态与慢性炎症的机制仍未得到充分阐明。本研究纳入了200名按HIV和COPD状态分层的成年人，其中160名参与者接受了为期两年的纵向随访，采用整合多组学框架，结合痰液16S rRNA谱分析、细菌外膜囊泡定量、气道细胞因子谱分析、CyTOF免疫表型分析、诱导痰及支气管肺泡灌洗液和周围血的宏转录组学，以及基于支气管肺泡灌洗液单细胞RNA测序指导的解卷积分析。我们发现，痰液微生物群落的特征主要由随时间推移的生态更替所塑造，而非由HIV或COPD状态决定。尽管微生物多样性、微生物组不稳定度、外膜囊泡负荷以及推断的气道细胞组成在很大程度上得以保持，但与HIV相关的COPD表现出疾病特异性的微生物标志物，以及集中于诱导痰中的炎症性转录重塑。整合分析鉴定出选择性宿主-微生物互作网络，将特定微生物类群与炎症、免疫及转录程序联系起来。