急性呼吸道感染（RTIs）是婴幼儿最常见的感染性疾病之一，也是儿童时期抗生素使用和医疗保健花费的主要原因。越来越多的研究表明，上呼吸道微生物菌群通过精密且复杂的相互作用维持着宿主呼吸道的稳态，充当着「人类呼吸道健康的守护者」。当鼻咽部微生物菌群失衡，宿主呼吸道感染的易感性则明显增加。婴儿出生后第一个月，鼻咽部微生物菌群经历快速演变，表现为棒状杆菌属和狡诈菌属的减少以及菌群结构稳定性的下降，这可能是婴幼儿时期呼吸道感染易发的原因之一。特别是，当鼻咽部微生物菌群结构中出现奈瑟菌属和普雷沃菌属等口腔菌属时，呼吸道感染的发生率更高。这使得人们猜想口腔微生物菌群与鼻咽部微生物菌群可能存在相互作用，并可能成为鼻咽部生态环境的微生物来源。因此，明确生命早期口腔和鼻咽部微生物菌群演变规律以及其与呼吸道感染发生的相互关系对于预防和治疗婴幼儿急性呼吸道感染非常重要。Wing Ho Man 等研究者纳入 112 例新生儿，采用前瞻性出生队列研究策略，动态采集受试儿童口腔与鼻咽部双份标本进行微生物 16S rDNA 测序，从而探索生命早期口腔与鼻咽部微生物菌群作用关系及其与呼吸道感染发生之间的内在联系。

本研究共纳入 112 例新生儿，每例受试儿童随访 6 个月，分别采集受试者出生后 2 小时内、出生后 1 天、7 天、14 天、1 月、2 月、3 月、4 月以及 6 月的口腔拭子与鼻咽拭子双份标本，并额外采集受试儿童发生呼吸道感染时（呼吸道感染定义：发热即体温 ≥ 38℃，持续超过 6 小时并伴有周身不适和呼吸道感染症状）的口腔与鼻咽拭子，同时收集受试儿童健康状况、喂养方式、抗生素使用情况等信息。标本进行 16S rDNA 测序后比较口腔和鼻咽部微生物菌群的差异及其与呼吸道感染发生的联系。

研究表明，随着时间的推移，口腔与鼻咽部微生物菌群结构表现出生态位差异性（置换多元方差分析，p = 0.001），并分别以链球菌属、韦荣球菌属、罗氏菌属、孪生球菌属和棒状杆菌属、莫拉菌属、狡诈菌属为标志性菌属（图 1）。

图 1. 口腔与鼻咽部微生物菌群结构表现出生态位差异。

A. 口腔微生物菌群以链球菌属、韦荣球菌属、罗氏菌属、孪生球菌属为标志性菌属，鼻咽部微生物菌群以棒状杆菌属、莫拉菌属、狡诈菌属为标志性菌属。B. NMDS 分析显示生命早期口腔与鼻咽部微生物菌群随时间演替的模式不同。

喂养方式（置换多元方差分析, R2 = 2.8%, p<0.001）、年龄 (R2 = 2.7%, p<0.001)、分娩方式 (R2 = 0.3%, p = 0.046) 以及季节性 (R2 = 0.9%, p<0.001) 影响了生命早期口腔微生物菌群结构的建立，但与鼻咽部微生物菌群的演变无明显相关。尽管以往的研究发现在生命早期，鼻咽部微生物菌群建立的成熟度与出生一年内呼吸道感染（RTI）发生数密切相关。但是，此次研究显示口腔微生物菌群结构的发展演变与 RTI 发生并无相关性，提示鼻咽部微生物菌群变化才是发生 RTI 的关键因素（图 2）。

图 2. 生命早期口腔微生物菌群随时间的推移发生动态演变，但其与呼吸道感染的发生无直接相关。

A. 应用年龄相关性差异菌属的相对丰度预测受试者口腔微生物菌群年龄，其与生命早期呼吸道感染发生的次数无明显相关。B. 口腔微生物菌群组成结构随时间的推移发生动态演变，但其与呼吸道感染发生的次数无明显相关。C. 口腔微生物菌群 alpha-多样性在出生后逐渐上升，并与呼吸道感染发生的次数无明显相关。

在出生第一天，鼻咽部与口腔微生物菌群结构并无不同，但在接下来的三月内演变出现显著的生态位差异性。然而，在 RTI 发生前或感染期间，受试儿童口腔与鼻咽部微生物菌群结构差异性丧失（图 3），表现为口腔微生物菌群向鼻咽部微生物菌群的移位，即鼻咽部微生物菌群结构中出现口腔固有菌属，例如乳糖奈瑟球菌、链球菌属、普雷沃菌属、梭杆菌属和紫色杆菌属，同时伴随棒状杆菌属、莫拉菌属和狡诈菌属相对丰度的下降。研究人员将将儿童分为两组，并将出生一年内发生 RTI ≤ 2 次儿童作为「健康对照」。结果显示：1 年内出现 RTI＞2 次的儿童，其鼻咽与口腔间微生物菌群的结构差异性程度明显低于「健康对照」。在发生 RTI 期间，这种微生物菌群生态位差异性的丧失显得更为显著。值得注意的是，鼻咽与口腔微生物菌群差异性丧失先于 RTI 1 个月左右出现，因此它并非是 RTI 的结果，而是造成 RTI 易感的原因。

本研究揭示了在生命早期，口腔与鼻咽部微生物菌群结构差异的丧失使 RTI 风险增加，而这种结构差异的丧失可能来源于鼻咽部口腔反流，这一现象在感染就已经存在。因此，保持这种差异性，维持鼻咽部固有微生物菌群结构可能是未来防治呼吸道感染的有效措施之一。在部分婴儿小鼠的动物实验中已经证实，于鼻咽部接种 Corynebacterium spp. 可有效抵抗呼吸道合胞病毒感染和继发的肺炎链球菌感染。此项研究为预防和治疗急性呼吸道感染提供了新的思路和理论依据。

图 3. 生命早期口腔与鼻咽部微生物菌群结构动态演变，两个生态位菌群结构差异性的丧失与呼吸道感染的发生相关。

A. 随着时间的推移，口腔与鼻咽部微生物菌群结构的差异性逐渐增加，而个体间差异逐渐减小，而当发生呼吸道感染时，个体间差异大于生态位差异。B. 在发生呼吸道感染前 28 天，口腔与鼻咽部微生物菌群结构的差异性已经出现缺失。C. 使用 Bray-Curtis 距离差异指数来评估口腔与鼻咽部微生物菌群结构差异丧失程度，发生呼吸道感染的次数越多两个生态位菌群结构越表现出相似性。在发生呼吸道感染期间，口腔与鼻咽部微生物菌群结构的相似性更高。D. 使用 Bray-Curtis 距离差异指数来评估口腔与鼻咽部微生物菌群结构差异丧失程度，在发生呼吸道感染前 28 天，口腔与鼻咽部微生物菌群结构的差异性已经出现缺失。

供稿：杜思思 首都医科大学呼吸病学系

编审：周飞 中日友好医院呼吸与危重症医学科二部

论文原文链接：https://doi.org/10.1164/rccm.201810-1993OC  

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