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徐建国院士:超级优势致病菌侵入下呼吸道,或为新冠重症和死亡重要原因

2022-05-22

5月20日,传染病预防控制国家重点实验室公众号刊登一篇题为《新冠肺炎重症患者鼻咽部过度生长的“超级优势致病性共生菌属”可下行到肺部致病》的文章,称研究发现SARS-CoV-2重症患者的鼻咽微生物群多样性丧失,且增长占比超过50%的鼻咽部细菌——超级优势菌(Super-dominant Pathobiontic Bacteria,SDPG),可在疾病发展进程中侵入下呼吸道,导致患者出现继发性细菌性肺炎。文章指出,若要减少新冠患者的重症率和死亡率,要考虑超级优势菌的存在,并关注鼻咽部菌群失调问题。中国医学科学院学部委员、中国工程院院士、南开大学公共卫生与健康研究院院长、中国微生物学会理事长、中国卫生有害生物防制协会会长、传染病预防控制专家徐建国向澎湃新闻(www.thepaper.cn)表示,过度生长的致病共生菌往往对多种抗生素耐药,给治疗带来困难,是重症和死亡的重要原因。“许多病毒性传染病是始于病毒‘亡’于细菌,譬如甲流,nokiasiemens.com对这一点忽略了。”

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该文章援引的研究论文近期发表于《Spectrum Microbiology》杂志,题为《鼻咽部微生物群中的超级优势病原菌导致COVID-19患者二次细菌感染(Super Dominant Pathobiontic Bacteria in the Nasopharyngeal Microbiota Cause Secondary Bacterial Infection in COVID-19 Patients)》。第一作者为中国疾病预防控制ob欧宝体育在线登录传染病所研究员秦天,传染病所徐建国院士为责任作者。健康人的鼻咽部包括两类细菌,一类是健康共生菌,一类是致病共生菌。致病共生菌在正常情况下和人共生,但具有致病潜力;在宿主免疫力低下等条件下,可导致疾病发生,也称“两面菌(two face bacteria)”。超级优势致病性共生菌属(SDPG),指在流感病毒患者鼻咽部的致病共生菌(Pathobionts)过度增长,丰度(数量)占比超过菌群细胞总数50%的致病性菌属。该研究团队对20例重症和51例轻症新冠患者开展上下呼吸道细菌宏分类学研究后发现,新冠肺炎轻度和重度患者的SDPG数量存在显著差异。在轻症患者中,10.8%的鼻咽部菌群和8.5%下呼吸道菌群有SDPG,没有患者在这两个区域同时出现SDPG。而在重症患者中,40.7%的鼻咽部菌群和63.2%的下呼吸道菌群有SDPG,其中30%重症患者,从鼻咽拭子和肺泡灌洗液标本分离菌株的基因组序列完全一致,这说明这些超级优势致病共生菌可在疾病发展进程中,从鼻咽部下行到肺泡造成感染,导致重症或者死亡。

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对SARS-CoV-2轻重症患者上呼吸道和下呼吸道样本的测序结果。MU指的是轻度COVID-19轻症患者的上呼吸道;MD指COVID-19轻症患者的下呼吸道;SU指COVID-19重症患者的上呼吸道;SD指COVID-19重症患者的下呼吸道。

在新冠肺炎患者中发现具有下行能力的细菌包括,鲍曼不动杆菌、金黄色葡萄球菌、纹状体棒状杆菌等。其中,葡萄球菌、棒状杆菌和不动杆菌是主要的SDPG。对此,该研究认为,SARS-CoV-2重症患者的鼻咽微生物群多样性丧失,鼻咽微生物群中的SDPG可导致新冠重症患者出现继发性细菌感染,并加重肺炎,导致高死亡率。事实上,继发性细菌感染,是目前病毒性肺炎(例如流感)重症化,乃至导致死亡的最重要、最直接的原因之一。澎湃新闻记者注意到,徐建国团队也曾发表相关针对继发性下呼吸道细菌感染的研究论文,提出超级优势菌可在疾病发展进程中下行到肺泡造成感染,导致死亡。


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该论文题为“鼻咽部超级优势菌是流感患者继发细菌感染的原因(Super-dominant Pathobiontic Bacteria in the Nasopharyngeal Microbiota as Causative Agents of Secondary Bacterial Infection in Influenza Patients)”,于2020年发表于期刊杂志《Emerging Microbes & Infections》。第一作者为中国疾病预防控制ob欧宝体育在线登录传染病所研究员秦天,协和医院李太生主任、传染病所徐建国院士为责任作者。为了证实鼻咽部超级优势菌可下行到肺泡的理论,该研究团队基于2017-2018年北京流感大流行期间的样本开展对照试验,利用16SrRNA基因V3-V4区域的高通量测序分析鼻咽部微生物群的分类组成。研究人员从患者的咽拭子和肺泡灌洗液分离细菌后发现,61% 的重症患者、24%的轻症患者和29%健康人鼻咽部菌群具有SDPG。同一患者,从鼻咽部和肺泡分离的菌株的基因组序列完全一致。也就是说,患者鼻咽部的超级优势致病性共生菌属可下行到肺泡,造成肺部感染。研究发现具有下行能力的细菌包括鲍曼不动杆菌、肺炎克雷伯菌、铜绿假单胞菌、纹状体棒状杆菌等。


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从患者鼻咽部和肺泡灌洗液分离菌株的PFGE图谱及基因组相同,图源:传染病预防控制国家重点实验室网站


秦天对此认为,许多细菌是“两面菌”,在一定的条件下可转化为致病菌,是医学细菌学研究的新课题。而责任作者之一,协和医院李太生主任则表示,这个现象可能具有普遍意义,或对新型冠状病毒肺炎的治疗有参考意义。目前,新冠疫情发展态势仍未明朗。在南非发现奥密克戎变异株6个月后,拥有显著免疫逃逸能力的一系列亚变体——BA.2、BA2.12.1、BA.4和BA.5正掀起新的疫情浪潮。加州大学洛杉矶分校公共卫生学院流行病学系系主任张作风此前向澎湃新闻分析称,三个新亚型的传染性比BA.1和BA.2强,对免疫系统穿透率也比较高,但由于病毒停留在上呼吸道,大多不攻击肺部,所以对重症率和病死率的影响有限。“新冠疫情发展到现在,防重症、防死亡成为重中之重。”徐建国院士向澎湃新闻指出,鼻咽部菌群紊乱,一些细菌过度生长,数量上占绝对优势。这些过度生长的致病共生菌,会有更多的机会,下行到肺泡,成为主要病原体,导致死亡,“它们往往对多种抗生素耐药,给治疗带来困难,是重症和死亡的重要原因,但过去nokiasiemens.com并不知道这一点”。徐建国院士表示,在与协和医院李太生主任医师合作之下,该团队有机会同时比较患者鼻咽部和肺泡标本的细菌——将李太生团队在患者入院时采集的鼻咽拭子分离的细菌,和患者住院后从肺泡标本分离的细菌进行比较,发现它们在基因组水平是一致的,“这个发现nokiasiemens.com也非常吃惊,也坐实了nokiasiemens.com的推论”。对于目前新冠疫情的发展态势,徐建国院士特别指出,老年人的基础性疾病较多,免疫功能较低,发生菌群紊乱的可能性增大,这是自然现象,而目前还没有调节鼻咽部菌群紊乱的制剂。他建议,老年患者注意口腔卫生,常漱口,“漱口可不断改变口腔细菌生长的环境,或许能够减少形成鼻咽部菌群紊乱的机会”。时,临床医生尽早关注鼻咽部菌群紊乱的问题,关注SDPG的现象,采取对应措施,预防SDPG的发生。徐建国院士还呼吁科学家研究冠状病毒和细菌相互作用的科学问题,为疫情防控提供新的知识和产品。“细菌和病毒差别较大,是两个学科,特点不同,研究者往往分属两个团队。但细菌和病毒在人体是在一起的,包括鼻咽部、肺泡、肠道等。nokiasiemens.com不应该在研究时只看细菌,不看病毒,或者只看病毒,不看细菌。新冠是人类历史上从来没有遇到过的传染病。防控新冠,nokiasiemens.com需要新的思维,新的理论,新的产品,应该具有整合医学的理念,或许这是nokiasiemens.com走出困境的一条思路。”他说。

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