病毒與機體微生態(tài)之間的關(guān)系是相互的，二者都處于一個高度動態(tài)的變化過程，如何在繁雜的機體環(huán)境中分析新冠病毒感染與微生態(tài)的關(guān)聯(lián)，是當前急需攻克的核心關(guān)鍵技術(shù)之一。
由黑龍江省口腔微生態(tài)技術(shù)創(chuàng)新中心主任馬晟利教授及哈爾濱工業(yè)大學(xué)生命學(xué)院黃志偉教授等人聯(lián)合完成的一項研究顯示：新冠病毒感染改變了口咽部微生物群的組成，造成了局部微生物群的失調(diào)，致使口腔病原體易位入肺，最終導(dǎo)致肺部合并感染。這一題為“宏基因組學(xué)分析揭示新冠肺炎患者口咽微生物群改變”的研究結(jié)果，5月13日在線發(fā)表于《自然》雜志子刊《信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和靶向治療》。
許多研究證實：此次新冠肺炎疫情中，經(jīng)過口鼻咽腔進入人體是新冠病毒最主要的入侵方式；而口咽部作為呼吸道及消化道的入口，是人體健康的第一道防線。病毒與機體微生態(tài)之間的關(guān)系是相互的，二者都處于一個高度動態(tài)的變化過程，如何在繁雜的機體環(huán)境中分析新冠病毒感染與微生態(tài)的關(guān)聯(lián)，是當前急需攻克的核心關(guān)鍵技術(shù)之一。
在黑龍江省科技廳應(yīng)用技術(shù)研發(fā)項目支持下，馬晟利團隊迅速開展了微生態(tài)領(lǐng)域多個層面的閉環(huán)式科研戰(zhàn)疫攻關(guān)，包括前往定點醫(yī)院收集新冠患者咽拭子樣本，通過口咽部微生態(tài)宏基因組檢測，尋找新冠病毒感染與微生態(tài)之間的內(nèi)在聯(lián)系，確定新冠病毒感染的相關(guān)因素；獲取新冠病毒感染者相關(guān)的特征性菌群、基因和代謝物，構(gòu)建新冠病毒感染的風險評估體系，用于指導(dǎo)新冠病毒的風險防控；根據(jù)研究結(jié)果及微生態(tài)學(xué)原理，搭建口咽部的微液滴微流控快速檢測平臺，實現(xiàn)正常人群中快速篩查新冠病毒感染者，將醫(yī)院檢測“端口前移”；優(yōu)化現(xiàn)有核酸檢測實驗流程，提升檢測能力，將新常態(tài)下醫(yī)院的核酸檢測與風險防控閉環(huán)式系統(tǒng)建設(shè)落到實處。
馬晟利團隊通過宏基因組測序，獲得了新冠病人口咽部特征性菌群如條件致病菌韋榮氏球菌屬和巨球型菌，以及假丙酸桿菌、羅斯氏菌屬等。其中韋榮氏球菌屬被確定為新冠肺炎組中最突出的生物標志物。特別是小韋榮球菌，在新冠肺炎患者的口咽中高度富集，這表明口腔是病原體的天然儲存庫，可在新冠肺炎病人的肺中誘發(fā)合并感染。研究團隊發(fā)現(xiàn)，新冠肺炎患者的口咽微生物多樣性下降，表明新冠病毒感染誘發(fā)了口咽部微生態(tài)失調(diào)，最終釀成肺部合并感染，提示新冠肺炎病人口咽微生物組的變化可作為肺微生物組失調(diào)或潛在病原體在肺內(nèi)侵襲的非侵入性生物標志物。
研究團隊還發(fā)現(xiàn)，某些菌群如克雷伯菌屬、不動桿菌屬和沙雷氏菌屬的比例與患者新冠病毒感染嚴重程度及全身炎癥標志物呈正相關(guān)，提示這些口咽微生物群的改變可能通過干擾炎癥反應(yīng)而影響新冠肺炎患者病情。由于新冠肺炎感染中細菌合并感染與死亡率和疾病嚴重程度呈正相關(guān)，因此這些口咽部細菌今后有望被用作新冠肺炎嚴重程度的可靠預(yù)測指標和干預(yù)目標。
此外，馬晟利團隊還觀察到新冠肺炎患者的口咽微生物組在氨基酸代謝以及異源生物降解和代謝方面呈現(xiàn)顯著的富集，代謝物失衡可能帶來免疫微環(huán)境的改變，加重新冠肺炎患者的病情。同時，新冠肺炎病人口咽部微生物組的抗生素耐藥基因顯著增大。
馬晟利團隊依據(jù)人體微生態(tài)變化，積極開展了醫(yī)工交叉合作，研發(fā)了“新型冠狀病毒快速檢測平臺”，應(yīng)用該平臺既可縮短篩查時間又能降低篩查成本。他們開發(fā)的“一種基于微通道阻塞的核酸現(xiàn)場快速檢驗裝置”獲得了國家實用新型專利。課題組目前正致力于該專利的成果轉(zhuǎn)化，以期盡早完成疫情檢測的端口前移及社區(qū)篩查。
專家評價指出，口鼻咽腔的微生物屏障是病毒和細菌入侵人體的第一道屏障。馬晟利團隊首次深入探索了新冠肺炎患者的口咽部菌群變化，鎖定了新冠病毒入侵的外部條件。課題組多項研究數(shù)據(jù)表明，口腔微生態(tài)平衡的自我維護與建立，可能有助于降低疾病的嚴重程度，這為新冠病毒感染的防控提供了預(yù)防措施和指導(dǎo)意見。
通訊員 衣曉峰 李 慧 本報記者 李麗云
