《BMC Microbiology》：Inferred functional microbiome features are associated with clinical trajectories of low-grade cervical lesions
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背景：宫颈阴道微生物组已与人乳头瘤病毒(HPV)相关宫颈疾病存在关联，但其在低级别鳞状上皮内病变(LSIL)临床轨迹中的作用仍不清楚。研究人员探究了微生物分类学、生态学和推断功能特征能否区分LSIL消退与进展并改善风险分层。结果：研究人员利用16S rRNA基
背景：宫颈阴道微生物组已与人乳头瘤病毒(HPV)相关宫颈疾病存在关联，但其在低级别鳞状上皮内病变(LSIL)临床轨迹中的作用仍不清楚。研究人员探究了微生物分类学、生态学和推断功能特征能否区分LSIL消退与进展并改善风险分层。结果：研究人员利用16S rRNA基因测序对90名具有已知临床结局的LSIL女性进行宫颈阴道微生物组成像。回归组与进展组间总体微生物组多样性和组成无显著差异。微生物谱主要按社区状态类型(CST)聚类，CST I-B在回归病例中名义上更常见。在乳杆菌(Lactobacillus)主导群体内，与CST I-A相比，CST I-B具有独特推断功能谱，表现为碳水化合物代谢和发酵通路富集、核苷酸生物合成通路相对耗减。仅基于年龄或仅基于微生物分类群的探索性逻辑回归模型判别性能有限，而整合年龄、微生物组和推断功能通路特征的综合模型在本队列中改善了回归与进展的表观判别（AUC=0.76，95% CI 0.66–0.86）。结论：观察到微生物群体组织与推断功能谱差异与LSIL临床轨迹相关，而仅分类组成判别价值有限。整合分类、生态和功能特征适度改善LSIL结局的表观判别，提示推断功能特征可提供补充信息，值得未来研究。
研究背景方面，宫颈癌仍是重大全球健康负担，高危型人乳头瘤病毒(HPV)持续感染是宫颈致癌核心驱动因素。多数HPV感染和低级别鳞状上皮内病变(LSIL)可自发消退，但现有细胞学与HPV分型在预测哪些LSIL会消退、持续或进展至高级别病变方面能力有限，导致过度随访、患者焦虑与潜在过度治疗。宫颈阴道微生物组被认为可影响HPV持续与疾病进展，乳杆菌(Lactobacillus)主导的社区状态类型(CST)通常关联稳态，而乳杆菌耗减、厌氧菌多微生物群落关联HPV持续和宫颈肿瘤发生。然而，乳杆菌主导群落并非生物学均质，CST I亚型可具不同生态与代谢特征。既往研究多为横断面且聚焦分类差异，尚不清楚基线分类与推断功能特征能否预测LSIL后续消退或进展。因此，研究人员在斯德哥尔摩宫颈筛查项目中利用已知临床结局样本，整合分类、生态与功能特征开展探索。
该论文发表于《BMC Microbiology》。
关键技术方法上，研究人员采用斯德哥尔摩宫颈筛查生物库与瑞典国家宫颈筛查登记库(NKCx)的回顾性病例对照设计，从21,759例LSIL样本中按年龄与结局初选200例，再依DNA浓度优选90例（消退45例、进展45例），最终排除低测序深度后分析87例。测序为16S rRNA基因V3–V4区扩增子测序；生物信息学用nf-core/ampliseq与DADA2推演扩增序列变体(ASV)，SILVA数据库分类；CST按Ravel与France框架划分；功能潜势用PICRUSt2将ASV映射至MetaCyc通路；生态组织用物种水平Bray–Curtis主坐标分析(PCoA)与共生网络；判别用逻辑回归与受试者工作特征曲线(ROC)、曲线下面积(AUC)。
研究结果部分，研究设计与队列特征显示，90名LSIL女性中45名消退、45名进展，排除3例低深度后87例进入分析；基线HPV16/18阳性率与年龄组间无显著差。微生物组结构与社区状态类型分类显示，α多样性（Shannon指数）与基于Bray–Curtis的PCoA在消退与进展组间无清晰分离；群落主要按CST聚类，整体CST分布与结局无显著关联，但CST I-B中消退比例高于CST I-A仅为名义显著；CST I-B α多样性更高，CST I-A乳杆菌优势更强，CST I-B富集惰性乳杆菌(Lactobacillus iners)与具核梭杆菌属近缘的普雷沃菌(Prevotella bivia)。推断功能通路谱跨社区状态类型显示，功能谱亦主要按CST聚类；CST I-B相较CST I-A显著富集乳糖与半乳糖降解I通路，核苷酸生物合成通路相对耗减，碳水化合物代谢与发酵或短链脂肪酸(SCFA)模块增强；CST I-B中普雷沃菌与碳水及发酵模块强正相关，惰性乳杆菌与细胞壁代谢相关。使用微生物组与推断功能特征的回归分析显示，年龄模型与分类模型AUC约0.57–0.61，整合年龄、分类与推断功能通路评分的模型AUC=0.76（95% CI 0.66–0.86），但仅为同队列表观判别，无交叉验证或外部验证。
讨论部分总结，研究人员指出总体分类组成不能区分LSIL轨迹，而CST内生态与推断功能异质更具价值；CST I-B虽含惰性乳杆菌与普雷沃菌等常关联非最优状态的分类单元，却在回归中名义富集，说明分类单元效应依赖更广生态与功能背景。非优势厌氧菌可不成比例塑造功能状态，乳杆菌群落存在菌株与功能异质。整合推断功能信息可补充分类信息，但微生物组仅解释部分生物学变异，还受免疫、转录与表观因素等影响。研究局限包括样本小、无验证、PICRUSt2为推断而非实测、单时间点采样、缺乏激素与月经等混杂信息。
结论部分译为：总之，仅总体微生物组组成不能区分LSIL消退与进展，而微生物群体结构与推断功能谱显示出 distinct 模式，尤其在乳杆菌主导CST内。这些发现凸显在宫颈疾病研究中考虑微生物功能状态与生态背景的重要性，并支持推断功能微生物组特征在未来基于微生物组的风险分层策略研究中的潜在价值。
