《Frontiers in Cellular and Infection Microbiology》：Characterization of lower-airway microbial communities in pulmonary tuberculosis by BALF metagenomic sequencing
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目的：肺结核（PTB）是由结核分枝杆菌复合群（MTBC）引起的感染性疾病。本研究旨在表征PTB患者的下呼吸道微生物组，并与因肺部疾病接受支气管镜检查的非PTB（Non-PTB）患者进行比较，以描述两组间微生物组成的差异，并增进对肺结核肺部微生物生态学的理解。方
目的：肺结核（PTB）是由结核分枝杆菌复合群（MTBC）引起的感染性疾病。本研究旨在表征PTB患者的下呼吸道微生物组，并与因肺部疾病接受支气管镜检查的非PTB（Non-PTB）患者进行比较，以描述两组间微生物组成的差异，并增进对肺结核肺部微生物生态学的理解。方法：研究人员对来自75例患者（38例PTB，37例Non-PTB）的支气管肺泡灌洗液（BALF）进行了宏基因组下一代测序（mNGS）。使用标准生物信息学工具分析微生物多样性、组成和差异分类群。结果：PTB样本的Shannon指数和Simpson指数较高，而Richness指数在两组间无显著差异。β多样性分析显示，PTB与Non-PTB样本间微生物群落组成存在微弱但统计学可检测的差异。PTB组中MTBC及若干口腔相关分类群（如普雷沃菌属和梭杆菌属）的相对丰度较高，而Non-PTB样本中铜绿假单胞菌和烟曲霉等分类群的相对丰度较高。结论：这项BALF宏基因组研究表征了PTB患者的下呼吸道微生物特征，并确定了PTB与异质性Non-PTB肺部疾病患者之间微生物群落组成和结构的差异。
肺结核（PTB）是由结核分枝杆菌复合群（MTBC）引起的慢性呼吸道传染病，2023年全球新发约1080万例，死亡超125万。虽然临床已建立多种病原检测方法，但在合并感染或传统工具敏感性不足时，PTB早期诊断仍有挑战。近年研究发现肺内存在稳定微生物群落，肺微生物组对维持呼吸道免疫稳态、调节宿主炎症反应及影响疾病进展具有重要作用。PTB患者存在肺微生物组成改变，提示菌群失调可能与MTBC感染后的免疫紊乱有关。然而，现有研究多聚焦肠道菌群或健康对照与结核病患者的比较，针对PTB与其他非结核性肺部疾病的系统比较仍较少。为此，研究人员利用宏基因组下一代测序（mNGS）对PTB和非PTB（Non-PTB）患者的支气管肺泡灌洗液（BALF）进行测序，旨在描述两组下呼吸道微生物群落的差异，增进对结核病肺微生物生态学的理解，并为未来研究提供描述性框架。
研究人员开展了一项回顾性观察研究，纳入2022年4月至2024年4月天津海河医院收治的75例患者（38例PTB，37例Non-PTB），均接受支气管镜检查和BALF采集。所有BALF样本采用标准化mNGS流程处理：核酸提取、文库构建、MGISEQ-200平台测序，去除宿主序列后，与包含约12000个微生物基因组的内部参考数据库比对，基于最低共同祖先（LCA）算法进行物种分类。生物信息学分析使用vegan包计算α多样性（Shannon、Simpson、Richness），基于Bray-Curtis距离进行主坐标分析（PCoA）、非度量多维尺度分析（NMDS）和相似性分析（ANOSIM），并通过Wilcoxon秩和检验及线性判别分析效应大小（LEfSe）鉴定差异丰度分类群。
3.1 基线人口统计学和临床特征：共纳入75例患者，两组年龄、性别及多数合并症无显著差异，但Non-PTB组吸烟率显著高于PTB组（48.6% vs. 23.7%，P=0.024），其余临床实验室指标无显著差异。
3.2 α多样性分析：在属和种水平上，PTB组Shannon和Simpson指数均高于Non-PTB组，而Richness指数组间无显著差异。排除MTBC读数后，整体α多样性模式保持不变；有无MTBC读数的PTB样本间α多样性也基本一致。
3.3 β多样性分析：基于Bray-Curtis距离的PCoA和NMDS显示两组样本存在较大重叠，但ANOSIM在种水平（R=0.094，P=0.001）和属水平（R=0.090，P=0.001）均显示微弱但统计显著的群落组成差异。排除MTBC读数后差异仍可检测；PTB样本中有无MTBC读数未导致明确的群落差异，提示观察到的群落模式并非仅由MTBC序列驱动。
3.4 肺部微生物群落组成：种水平上，PTB组MTBC相对丰度占组内45.60%，其次为肺炎克雷伯菌（8.83%）、白色念珠菌（4.64%）和产黑色素普雷沃菌（3.49%）；Non-PTB组则以铜绿假单胞菌（22.02%）、粘滑罗斯菌（12.69%）、口腔消化链球菌（8.49%）等为主。属水平上，PTB组分枝杆菌属相对丰度最高（39.25%），其后为克雷伯菌属（14.54%）、普雷沃菌属（10.55%）；Non-PTB组假单胞菌属相对丰度最高（20.40%），其次为链球菌属（12.68%）、普雷沃菌属（11.41%）和罗斯菌属（10.70%）。两组虽共有普雷沃菌属和链球菌属，但优势菌属分布存在差异。
3.5 组间差异丰度分析：LEfSe分析显示，PTB组富集的物种包括MTBC、产黑色素普雷沃菌、副流感嗜血杆菌、牙周梭杆菌、阿洛氏线状菌和溶血孪生球菌；Non-PTB组富集烟曲霉、纹带棒状杆菌、差异韦荣球菌、鲍曼不动杆菌、鹅卵石瘤胃球菌、口腔普雷沃菌和孪生球菌属等。属水平上，除分枝杆菌属外，卟啉单胞菌属和柠檬酸杆菌属在PTB组相对丰度更高。
讨论部分指出，PTB组中有12例符合诊断标准但未检出MTBC序列；Non-PTB组为包含细菌性肺炎、真菌性肺炎、病毒性肺炎等在内的异质性肺病。两组除吸烟率外临床特征基本可比，吸烟差异可能对菌群观察产生混杂。PTB组α多样性较高、β多样性呈微弱但显著差异，提示存在PTB相关的微生态改变。PTB组中MTBC及口腔厌氧菌（如牙周梭杆菌、阿洛氏线状菌）富集，Non-PTB组中烟曲霉和鲍曼不动杆菌等富集，可能反映基础病因而非结核特异性菌群特征。研究局限包括样本量较小、单中心回顾性设计、混合感染难以完全排除、吸烟混杂及差异丰度分析未采用组成学感知的FDR校正多变量框架，因此发现的分类群应视为组间相对丰度差异而非PTB生物标志。结论认为，该BALF宏基因组研究识别了PTB与异质性Non-PTB肺病之间下呼吸道菌群组成的微弱但统计显著差异，这些发现为假设生成性质，需在更大规模、临床同质对照的队列中验证。
