基于菌群和代谢组学对尘肺病的研究

顾樱萍 刘思 石云楚

华北理工大学 063210

尘肺是指在职业活动中长期吸入生产性矿物性粉而引起的以肺组织弥漫性纤维化为主的疾病，且为职业性疾病中影响面最广、危害最严重的一类疾病。尘肺病一旦发生，即使脱离暴露因素，仍呈进行性发展，严重威胁着患者的健康，且近年来发病率仍有不断上升趋势。尘肺的病因明确，是长期吸入生产性矿物性粉尘引起的肺组织纤维化，但其发病机制尚不明确，学术界提出了各种学说：1.机械刺激学说；2.化学溶解或中毒作用；3.脂质过氧化作用；4.肺内细胞机制；5.细胞因子网络；6.自身免疫学说；7.氧化应激反应与自由基；8.基因学说；9.细胞凋亡。

尘肺病是由于在职业活动中长期吸入生产性粉尘并在肺内滞留而引起的以肺组织弥漫性纤维化为主的全身性疾病。它没有特异的临床表现，其临床表现多为：（1）咳嗽：（2）咳痰：（3）胸痛。由于尘肺病人长期接触生产性粉尘，使呼吸系统的防御功能受到损害，机体抵抗力明显降低，常发生多种不同的并发症：呼吸系统感染（主要是肺部感染）、自发性气胸、肺结核、肺癌及胸膜间皮瘤、慢性肺源性心脏病、慢性阻塞性肺病（COPD）、呼吸衰竭，甚至会造成肾脏病变。尘肺病作为一种全身性疾病，除了呼吸系统症状外，还会出现某些全身症状，如消化功能减弱、胃纳差、腹胀、大便秘结等。而尘肺病作为危害最为严重的职业病之一，由于其发病机制尚不清楚，无法根治等特点，使得多数患有尘肺病的患者无法获得更好的生活质量，甚至苦痛以终日。

但这并不意味着尘肺无药可用，无计可施。有研究者提出了尘肺临床诊治应开辟新思路，特别是治疗的新策略。尘肺病是全身性疾病，研究尘肺病的发病机制、早期诊断、判断尘肺严重程度及预后时，除了研究尘肺本身的病变外，更需要应用系统生物学的观点，从整体层面上了解生物体系各个系统的功能。有研究发现，心肺健康与微生物的多样性有密切关系[3]。现在许多研究表明，呼吸道微生物组成的变化和微生态失调与疾病有关，并且呼吸道微生物对免疫及疾病的作用越来越受到重视。同时，有研究发现，微生物群落及其与宿主的相互作用可能对肺有功能性代谢影响。代谢组学技术的不断发展，为尘肺病的研究提供了一种新的选择。

目前，微生物组在健康和疾病中作用的研究越来越火热。随着对微生物组的深入探索，它在局部和远端的生物学作用也不断被人们认识。在正常人的体表和与外界相通的腔道中寄居有不同种类和数量的微生物，正常情况下这些微生物与人体处于共生状态，通称共生微生物群或正常微生物群，因以细菌为主，故又称为共生细菌群或菌群。根据人体中菌群的分布，可将人体微生态系统分为口腔、胃肠道、呼吸道、泌尿生殖道和皮肤五个系统，对维持机体的健康发挥着至关重要的作用，它们从生长、发育、消化、营养吸收、能量供应、脂肪代谢、免疫调节、药物代谢等诸多方面影响人类健康状况。这些微生物在正常情况下与宿主相安无事，互相适应，而且各种微生物之间也相互制约而保持一个彼此共存的状态。

代谢组学从整体层面上检测疾病状态下的改变，在疾病的早期诊断及发病机制等方面研究起到了不可忽视的作用，是系统生物学的重要组成部分，其最初目的是在不同病理生理刺激下通过多元统计分析了解生命体内的代谢变化，是要尽可能多的找出体内产生变化的内源性代谢物来更全面地分析体内的这些变化。但在确定了大量的内源性代谢物及相关体内代谢途径后，还常常需要对结构相似或生化功能相关的特定的代谢物进行测定来实现对生理生化机制、疾病预测及分型的精准定位。

有研究表明，肺微生物组影响宿主的代谢活动，并起着重要作用。最近的一项研究发现，与健康对照相比，HIV感染者的BAL代谢组有差异，并假设这些差异可能源于微生物组的改变。同一组的后续研究确定了改变的代谢物水平与肺中病原菌种类之间存在相关性。该研究鉴定了Caulobacteraceae，Staphylococcaceae和Nocardioidaceae作为改变代谢物水平的主要因素。这些细菌因其在HIV患者肺炎发病机制中的作用而值得注意。基于以上研究进展，我们可以采用菌群和代谢组学的研究方法，综合分析呼吸道菌群和代谢产物的变化与尘肺及其并发症的发生和进展的关系，为探索尘肺病的二级预防提供有力线索，为尘肺病研究工作提供更多参考。

参考文献

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2.洪慧慧, 王立波, 祁媛媛. 基于16S rDNA可变区测序技术对抗生素治疗后的6月龄内肺炎婴儿的呼吸道菌群现况调查[J]. 中国循证儿科杂志, 2018, 13(01):45-49.

3.蔡如意, 周鹏, 王月丹,等. 呼吸道菌群免疫在呼吸系统疾病中作用的研究进展[J]. 转化医学电子杂志, 2017, 4(10).

4.王四姣, 邵长周. 支气管扩张症和下呼吸道菌群的研究进展[J]. 中国临床医学, 2019, 26(01):141-144.

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