系统疗法调节化脓性汗腺炎皮肤微生物组的深度分析与疗效评估

《JOURNAL OF THE EUROPEAN ACADEMY OF DERMATOLOGY AND VENEREOLOGY》：Hidradenitis suppurativa skin microbiome: In-depth analysis and modulation by systemic therapies

　　

摘要专业翻译 背景 化脓性汗腺炎（Hidradenitis suppurativa，HS）是一种慢性炎症性皮肤病，其发病机制涉及遗传、生活方式及微生物因素等多重因素。尽管已有研究报道该疾病伴随皮肤微生物组的结构改变，但系统免疫调节剂及抗生素对HS微生物组的影响仍缺乏明确认识。 目的 在物种水平上刻画HS皮肤菌群失调的特征，并评估三种标准系统疗法——克林霉素/利福平（clindamycin/rifampicin，ATB）、阿达木单抗（adalimumab，ADA）和司库奇尤单抗（secukinumab，SEC）对皮肤微生物组成的影响。 方法 研究人员对52例HS患者皮损区及非皮损区皮肤和31例匹配健康对照的251份皮肤拭子样本进行了16S rRNA基因测序。在由28例患者组成的亚队列中，研究人员评估了接受ATB（n=8）、ADA（n=12）和SEC（n=8）治疗12周后的微生物组变化。 结果 HS皮肤表现出显著的菌群失调，其特征为稳态共生菌（痤疮皮肤杆菌Cutibacterium acnes、人葡萄球菌Staphylococcus hominis、表皮葡萄球菌S. epidermidis）的耗竭，以及厌氧病原菌的协同扩增，主要包括革兰阳性厌氧球菌（Gram-positive anaerobic cocci，GPAC；大芬戈尔德菌Finegoldia magna、格罗森氏消化链球菌Peptoniphilus grossensis和马赛芬诺拉菌Fenollaria massiliensis）、克利夫兰劳森菌Lawsonella clevelandensis及解脲弯曲杆菌Campylobacter ureolyticus。由13个分类群组成的微生物特征能够准确区分HS表型（AUC=0.92）。经12周治疗后，ATB通过降低病原菌载量并显著增加微生物丰富度，明显改善了菌群失调。相比之下，ADA和SEC未改变病原菌丰度，且与保护性共生菌的轻度下降相关。 结论 系统抗生素通过靶向厌氧病原菌并保留有益共生菌，部分恢复HS皮肤的微生物组稳态，而所测试的生物制剂未观察到这一效应。上述发现提示，在HS管理中，有必要将微生物组导向的辅助治疗与免疫调节相结合。

一、研究背景与问题

化脓性汗腺炎（HS）是一种慢性、致残性炎症性皮肤病，主要累及腋窝、腹股沟及肛周区域，以深在性疼痛结节、脓肿和窦道为特征，常导致瘢痕形成及恶臭分泌物。该病对患者心理造成沉重负担，与抑郁、社会隔离及成瘾行为相关。HS的发病机制复杂，涉及遗传易感性、生活方式因素、免疫失调及皮肤微生物菌群失调。家族性病例与γ-分泌酶复合体（NCSTN、PSENEN、PSEN1）突变相关，提示Notch信号异常导致毛囊稳态受损。肥胖和吸烟被认为促进毛囊闭塞和角化过度，进而导致毛囊皮脂腺单位破裂。HS的组织病理进展遵循三阶段级联：毛囊闭塞、毛囊破裂释放促炎性微生物及损伤相关分子模式、慢性炎症建立形成脓肿和窦道，为产膜细菌提供生态位。免疫学上，HS表现为以Th1/Th17为主的先天免疫异常激活，TNF-α、IL-1β、IL-6及IL-12/IL-23/IL-17轴上调。尽管抗菌肽和β-防御素代偿性增加，促炎环境持续存在，提示宿主-微生物稳态破坏。已有研究报道HS皮损中Porphyromonas、Peptoniphilus和Prevotella等病原菌扩增。目前中重度HS的标准治疗包括克林霉素/利福平（ATB）以及生物制剂阿达木单抗（ADA）和司库奇尤单抗（SEC）。然而，这些系统疗法是否能纠正潜在的微生物菌群失调，抑或仅抑制宿主对持续微生物触发因素的炎症反应，尚不明确。本研究旨在深入刻画HS皮肤微生物组，并首次比较三种标准系统疗法对皮肤微生物组成的调节作用。

二、研究设计与主要结论

研究人员在德国慕尼黑工业大学皮肤病与变态反应科招募了52例HS患者和31例年龄/性别匹配的健康对照（HC），通过Hurley分期和IHS4评分评估疾病严重程度。共分析251份皮肤拭子样本，包括173份基线样本和78份治疗后样本。28例中重度HS患者接受12周系统治疗（ATB n=8、ADA n=12、SEC n=8），在基线和第12周采集拭子。主要结论为：HS皮肤存在显著菌群失调，表现为稳态共生菌耗竭和厌氧病原菌协同扩增，且与疾病严重程度和病程相关；13个分类群组成的微生物特征可准确区分HS表型（AUC=0.92）；ATB能部分恢复微生物组稳态，而ADA和SEC未能清除病原菌，甚至伴随共生菌轻度下降。研究揭示临床愈合不等于皮肤生态恢复，免疫调节生物制剂无法解决疾病的微生物组分，未来治疗策略应将微生物组靶向干预与免疫调节相结合。

三、关键技术方法

本研究采用16S rRNA基因扩增子测序技术，靶向V3-V4高变区，使用UPARSE流程经IMNGS平台处理原始序列，以99%序列相似度聚类为扩增子序列变异体（ASV），并通过RDP分类器进行物种水平分类鉴定。样本来自德国慕尼黑工业大学52例HS患者和31例健康对照的251份皮肤拭子。生物信息学分析通过Rhea流程完成，使用ComBat校正部位、性别、年龄等混杂变量，β多样性采用广义UniFrac距离和PERMANOVA评估，差异丰度通过Kruskal-Wallis和Mann–Whitney U检验确定，生物标志物发现采用LEfSe分析，微生物互作通过Spearman相关和SparCC算法建模。

四、研究结果

（一）HS皮损以皮肤菌群失调和微生物多样性显著丧失为特征

β多样性分析显示HS皮损微生物组成与健康对照显著不同，非皮损皮肤处于中间位置。微生物丰富度仅在HS皮损中显著降低，且仅限于重度皮损。门水平分析显示Pseudomonadota（原变形菌门）从健康皮肤到非皮损皮肤再到HS皮损逐步增加。属水平分析发现HS皮损中革兰阳性厌氧球菌（GPAC；Finegoldia、Peptoniphilus、Fenollaria）、Lawsonella和Campylobacter显著富集，而健康和非皮损皮肤富集Cutibacterium、Staphylococcus、Micrococcus、Kocuria和Moraxella。HS中腋窝和腹股沟部位特异性微生物特征丧失，提示疾病病理覆盖了局部微环境的生态影响。

（二）HS菌群失调以厌氧菌扩增为代价，耗竭保护性共生菌

物种水平分析显示HS皮损大量定植Finegoldia magna、Fenollaria massiliensis、Peptoniphilus grossensis和P. lacrimalis，以及Lawsonella clevelandensis、Corynebacterium simulans和Campylobacter ureolyticus。金黄色葡萄球菌S. aureus在37%的HS患者中检出。相反，HS皮肤显著耗竭潜在有益共生菌，包括表皮葡萄球菌Staphylococcus epidermidis、人葡萄球菌S. hominis和痤疮皮肤杆菌Cutibacterium acnes。LEfSe分析确认S. hominis、C. acnes和S. epidermidis为健康皮肤的主要生物标志物，而HS皮损与F. magna、C. simulans和P. grossensis强相关。

（三）HS皮肤微生物组关键成员与疾病严重程度和病程强相关

Spearman相关分析显示GPAC成员（P. grossensis、P. lacrimalis、F. magna、F. massiliensis）、C. ureolyticus和L. clevelandensis与IHS4严重程度评分和病程正相关，而共生菌如S. hominis、S. epidermidis、C. acnes和A. octavius呈相反趋势。随机森林分类器确定C. acnes、P. lacrimalis和P. grossensis为HS表型最强预测因子，AUC达0.92。共现和SparCC网络分析显示有益共生菌与HS相关病原菌（尤其Peptoniphilus种）之间强负相关，而GPAC成员间存在正相关，提示皮损生态位内的协同互作。

（四）系统抗生素治疗中度改善HS皮肤微生物菌群失调

在28例患者的亚队列中，三种疗法均显著降低IHS4评分，但微生物调节能力差异显著。ATB是唯一显著增加HS皮损微生物丰富度的治疗，并明显降低病原菌C. ureolyticus和F. massiliensis比例，同时保留S. epidermidis和S. hominis，并显著增加共生菌C. tuberculostearicum。相比之下，ADA和SEC未对病原菌群落产生明显压力，且导致S. epidermidis和S. hominis水平轻度下降。三种治疗均未增加C. acnes丰度。

五、讨论与结论

研究表明HS与稳定、协同的菌群失调相关，该失调与临床严重程度和病程相关。保护性共生菌被厌氧菌群替代是HS皮损环境的核心特征。系统抗生素能部分恢复微生物组稳态，而生物制剂未能显著改变皮肤微生物组。ATB增加多样性的机制可能源于对优势厌氧菌的抑制，为多样分类群（尤其C. tuberculostearicum）的扩增腾出生态位，但未能恢复C. acnes水平，提示标准抗菌治疗不足以实现完全生态恢复。生物制剂治疗期间厌氧病原菌持续存在，可能为停药后高临床复发率提供解释。研究局限性包括小样本非随机纵向队列、表面拭子采样无法覆盖深层毛囊和真皮窦道微环境、16S rRNA测序仅提供组成性数据，以及无法完全排除未测量生活方式因素的混杂。未来需通过前瞻性随机对照试验、深部组织采样、绝对定量和功能多组学验证菌群失调是主动驱动炎症还是继发性宿主反应。研究结论强调，临床愈合不等于皮肤生态恢复，未来HS管理应将微生物组靶向治疗与免疫调节相结合，以实现持续临床缓解并预防皮损活动复发。