长期以来,科学界普遍认为健康的肺脏是无菌的,因为很少能从健康肺脏中培养出微生物。然而,近日斯坦福大学和露西尔·帕卡德儿童医院的研究团队在《科学转化医学》(Science Translational Medicine)杂志上发表了一项突破性研究,颠覆了这一传统认知。他们发现,健康的肺脏实际上是多种微生物群落的栖息地,而患有囊性纤维化的患者则表现出肺部微生物多样性的显著下降。
研究的主要作者、斯坦福大学医学院肺医学系儿科学教授兼露西尔·帕卡德儿童医院胸肺科医生David Cornfield表示:“尽管长期以来科学界普遍认为健康的肺脏是无菌的,但我们的研究证实,健康和患病的肺脏中都存在着大量微生物群落。更重要的是,我们的数据表明,健康肺脏中的微生物动态平衡可能在维持健康方面起到了重要作用。”
研究团队指出,健康肺脏中微生物群落的存在长期被忽视,可能是因为过去的研究主要集中在肺部疾病上。此外,传统研究方法往往依赖于实验室培养技术,而许多微生物无法在实验室条件下生长,这也导致了对健康肺脏微生物多样性的低估。
在这项研究中,科学家们分析了16名囊性纤维化患者和9名健康对照者的唾液样本,以及7名患者的外植肺组织样本(其中3名为囊性纤维化患者,4名为其他肺部疾病患者)。通过提取样本中的DNA并选择性复制编码16S核糖体基因序列的基因,研究团队能够识别出样本中存在的细菌种类及其相对丰度。
研究结果显示,健康个体的肺部微生物群具有更高的多样性,其中拟杆菌门和梭形杆菌门的细菌占据主导地位。而在囊性纤维化患者中,放线菌的比例显著增加。此外,健康肺脏中还发现了许多从未在实验室中培养过的微生物种类。
Cornfield教授将这一现象比喻为雨林生态系统的失衡:“当雨林的生态系统被破坏,一种生物占据主导地位时,整个生态系统的平衡可能会被打破。同样,在肺部微生物群中,致病菌可能会压倒那些对健康有益的微生物。”
这一发现为未来的研究提供了新的方向。例如,科学家们可以进一步探讨某些微生物是否对肺部健康有益,以及是否可以通过引入益生菌来恢复肺部微生物的平衡,从而改善囊性纤维化或肺炎等疾病患者的健康状况。此外,研究团队还计划调查个别患者的肺部微生物群是否能够预测其临床表现。
华盛顿大学医学院过敏、免疫学和肺医学主任Thomas Ferkol博士表示:“囊性纤维化患者与健康对照者之间的微生物群差异非常显著。这些差异是否与潜在的肺部疾病相关,还是频繁使用抗生素的结果,仍有待进一步研究。”
囊性纤维化是一种遗传性疾病,其特征是严重的进行性肺部疾病和呼吸衰竭,最终可能导致死亡。患者的肺部通常会受到铜绿假单胞菌等病原体的慢性感染。研究人员希望通过进一步研究,揭示肺部微生物群与疾病进展之间的关系,为开发新的治疗策略提供依据。
(来源:生物通,作者:何嫱)