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儿童鼻腔微生物群及其在慢性耳鼻喉疾病中的作用:叙述性综述

期刊:frontiers in immunologyDOI:10.3389/fimmu.2025.1699707

一份关于儿童鼻腔微生物群及其在慢性耳鼻喉疾病中作用的前沿综述

作者、机构与发表信息

本文作者为来自罗马尼亚多家顶尖研究机构的科研团队。主要作者包括:Adriana Elena Sîrbu(“Carol Davila”医药大学医学院和“Marie Curie”儿童医院耳鼻喉科)、Gratiela Gradisteanu Pircalabioru(布加勒斯特大学生物学院植物与微生物学系,并兼任布加勒斯特大学研究所及国家科技大学布加勒斯特理工大学生物工程卓越中心的职务)、Diana Maria Deaconu、Octavian Andronic 和 Dan Cristian Gheorghe。这篇题为《The pediatric nasal microbiome and its role in chronic ENT disorders: a narrative review》的论文,发表于2026年1月14日的学术期刊 Frontiers in Immunology 上。

论文主题与概述

本文是一篇叙事性综述,聚焦于一个新兴且关键的跨学科领域:儿童鼻腔/鼻咽微生物组,并系统性地探讨了其在多种常见慢性儿童耳鼻喉疾病中的角色。文章指出,人类微生物组,尤其是在生命早期,已被公认为免疫发育和疾病易感性的关键因素。然而,鼻腔微生物组作为上呼吸道健康的核心元素,其在儿科耳鼻喉(ENT)疾病中的作用仍未得到充分探索。本综述旨在整合当前证据,比较健康儿童与患有慢性耳鼻喉疾病(如中耳炎、过敏性鼻炎、慢性鼻-鼻窦炎、与阻塞性睡眠呼吸暂停相关的腺样体和扁桃体肥大)儿童的鼻咽微生物模式。文章基于对过去十年间同行评审文献的结构化搜索,从微生物组成、影响因素、免疫互动、疾病关联、知识缺口及未来方向等多个维度进行了全面阐述。

主要观点详述

观点一:健康儿童的鼻腔微生物群具有特定的核心成员和生态特征,其建立受多因素动态塑造。 健康的儿童鼻腔微生物群并非随机组合,而是一个结构化和功能活跃的生态系统。其核心特征包括: * 核心微生物类群:健康儿童,尤其是婴幼儿的鼻咽部,通常由少数几种共生类群主导。其中,惰性真杆菌和多孔杆菌 最为突出。研究发现,这两类细菌的共优势与降低上呼吸道感染、中耳炎和慢性炎症性耳鼻喉疾病的风险显著相关,被视为生态系统稳定性和恢复力的标志。 * 功能机制:这些共生菌通过多种机制发挥保护作用。例如,多孔杆菌能代谢宿主来源的脂质,释放具有抗肺炎链球菌和金黄色葡萄球菌活性的游离脂肪酸,实现竞争性排除。惰性真杆菌则与增强上皮屏障完整性、调节局部免疫反应有关,可能促进免疫耐受。 * 动态建立过程:健康鼻腔微生物群的建立始于出生,并在生命头两到三年经历显著变化。此过程受到宿主相关、环境及微生物因素复杂相互作用的塑造。关键影响因素包括: * 分娩方式:阴道分娩的婴儿其微生物群与母亲阴道菌群相似,而剖腹产婴儿则表现出较低的细菌多样性和较高比例的皮肤相关类群。 * 喂养方式:母乳喂养支持保护性共生菌(如惰性真杆菌和多孔杆菌)的发展,并与降低上呼吸道感染易感性相关。 * 环境暴露:接触兄弟姐妹、日托、家庭拥挤可增加微生物交换和多样性;而城市污染和被动吸烟则与向促炎症微生物谱系转变相关。 * 抗生素暴露:生命早期,尤其是第一年内的抗生素使用,与微生物多样性降低和生态恢复延迟有关。 * 季节性和宿主因素:寒冷月份与呼吸道病原体携带增加相关;遗传背景、免疫系统成熟和营养状况也进一步塑造微生物组成。

这一动态过程决定了鼻腔微生物群是趋向于以共生菌为主的稳定、有弹性的健康状态,还是保持易于失调和患病的脆弱状态。

观点二:鼻腔微生物群与宿主黏膜免疫系统之间存在双向、动态的相互作用,失调会导致免疫失衡和慢性炎症。 鼻腔和鼻咽黏膜是宿主防御与常驻微生物群持续相互作用的关键免疫界面。 * 健康状态下的相互作用:在健康儿童中,以共生菌为主的微生物群支持黏膜免疫平衡。上皮细胞和免疫细胞通过模式识别受体识别共生菌,引发受控的免疫激活而非过度炎症。像惰性真杆菌和多孔杆菌这样的健康相关类群,与降低促炎细胞因子表达、增强抗菌肽产生以及促进调节性免疫通路相关。这些相互作用共同支持上皮屏障成熟、黏液调节和有效的纤毛清除功能。 * 失调与免疫紊乱:当这种平衡的生态系统被感染、抗生素暴露或环境压力破坏时,会导致微生物群驱动的免疫失调。失调 表现为潜在病原体类群增加、共生菌丰度减少和多样性降低,这与黏膜炎症和感染易感性增加相关。 * 病理机制循环:失调引发的黏膜炎症和微生物群落变化会形成自我强化的反馈环路。炎症改变了局部微环境(如氧气可用性、营养成分、抗菌肽表达),选择性地有利于适应炎症条件的微生物。这些微生物变化进一步刺激免疫激活,形成一个循环,稳定了与疾病相关的微生物群落,并阻碍了健康共生菌主导状态的恢复。 * 关键病理机制: * 上皮屏障功能障碍:失调期间释放的炎症介质破坏紧密连接完整性,增加上皮通透性,损害黏液纤毛清除功能,为微生物更深穿透和抗原持续暴露创造条件。 * 生物膜形成:在失调条件下,条件致病菌可在鼻上皮、腺样体、扁桃体或鼻窦黏膜上组织形成生物膜。生物膜为细菌提供物理保护,使其能抵御宿主免疫防御和抗菌治疗,从而以低度炎症状态持续存在,导致疾病慢性化,例如渗出性中耳炎、腺样体肥大和慢性鼻-鼻窦炎。

观点三:特定的鼻腔微生物群失调模式与多种常见儿科慢性耳鼻喉疾病密切相关。 * 中耳炎:鼻咽微生物群,而非前鼻孔或口腔菌群,与中耳炎的发生最为相关。鼻咽部是耳源性病原体的主要生态库。健康儿童鼻咽部通常以保护性共生菌为主,而患有复发性中耳炎或慢性渗出性中耳炎的儿童,其微生物谱则表现为流感嗜血杆菌、卡他莫拉菌和肺炎链球菌等病原体水平升高,且微生物多样性较低。研究还提及了耳炎差异球菌耳炎图利卡氏菌在炎症中的作用。 * 过敏性鼻炎:过敏性鼻炎患儿与健康对照相比,鼻腔微生物组成存在显著差异。具体表现为金黄色葡萄球菌表皮葡萄球菌丰度显著增加,而有益共生菌减少。这种失调被认为可能刺激炎症反应。此外,症状严重程度与某些微生物(如罗尔斯通菌属)的水平相关,提示其在加剧黏膜炎症中的潜在作用。 * 腺样体与扁桃体肥大/儿科阻塞性睡眠呼吸暂停:腺样体肥大儿童携带的鼻腔微生物群与健康儿童不同,表现为α多样性降低和潜在条件致病菌(如流感嗜血杆菌、肺炎链球菌、卡他莫拉菌)丰度增加。最近的研究还发现,扁桃体肥大与慢性扁桃体炎患者的扁桃体微生物特征存在差异,某些特定菌属可作为区分两者的潜在生物标志物。 * 慢性鼻-鼻窦炎:慢性鼻-鼻窦炎患儿通常表现出微生物多样性失衡,鼻腔中促炎性或生物膜相关类群(如金黄色葡萄球菌、结核硬脂酸棒杆菌、普雷沃菌属、梭杆菌属)比例增加。相反,保护性共生菌(如惰性真杆菌和多孔杆菌)相对减少。这种失衡可能促进病原菌占据主导地位,并导致疾病反复或治疗抵抗。

观点四:除了细菌组,鼻腔病毒组、真菌组以及抗菌素耐药性也是影响儿童耳鼻喉健康的重要但研究不足的组成部分。 健康的儿童鼻腔生态系统还包括病毒和真菌群落。 * 病毒组:健康儿童的鼻腔病毒组不仅包括 transient 呼吸道病毒,还有大量的噬菌体。噬菌体通过捕食作用控制细菌种群,限制潜在致病菌的过度生长,促进微生物多样性,有助于稳定共生菌主导的生态系统。此外,生命早期的病毒暴露可能参与免疫系统的“锻炼”和成熟。 * 真菌组:鼻腔中的真菌群落(如马拉色菌、念珠菌、曲霉菌)在儿科中研究甚少。真菌失调可能参与慢性鼻-鼻窦炎的发病,尤其是在特应性儿童中。真菌-细菌相互作用复杂,既能协同加剧炎症(如马拉色菌与金黄色葡萄球菌),也能相互拮抗,这些相互作用影响着黏膜免疫和疾病进程。 * 抗菌素耐药性:鼻腔是抗菌素耐药基因的重要生态储库。金黄色葡萄球菌(包括耐甲氧西林菌株)的定植在儿童中很常见。微生物群失调减少了保护性共生菌,可能促进病原体过度生长和耐药基因的水平转移,这在频繁使用抗生素治疗复发性耳鼻喉感染的背景下尤为令人担忧。

观点五:当前研究领域存在显著的知识缺口和方法学挑战,阻碍了临床转化。 尽管取得了进展,该领域仍面临多个挑战: * 方法学异质性:研究间在采样部位(前鼻孔 vs. 鼻咽部)、采样技术、DNA提取方案、测序平台和生物信息学流程上存在巨大差异,导致结果可比性和可重复性差。 * 研究设计局限:现有证据主要来自横断面研究,缺乏长期追踪微生物动态变化与疾病进展的纵向研究,难以建立因果关系。 * 功能研究不足:大多数研究依赖16S rRNA测序进行群落结构描述,缺乏对基因表达、代谢产物或宿主-微生物相互作用的功能层面的研究。 * 人群代表性不足:多数研究基于北美和西欧人群,缺乏对东欧或中低收入地区儿童的纳入,限制了研究结果的普遍性。 * 临床数据整合不全:许多研究未能充分整合症状严重程度、治疗史、过敏状态等关键临床元数据。

观点六:未来方向是推动鼻腔微生物组研究向临床应用转化,包括诊断、治疗和预防。 文章展望了多个有前景的临床转化方向: * 微生物组风险分层:利用特定的微生物谱(如惰性真杆菌丰度低、嗜血杆菌或葡萄球菌属占主导)开发风险评分,用于预测疾病易感性。 * 微生物组信息诊断:快速微生物群分析有助于区分病毒感染、细菌感染或失调状态,指导精准使用抗生素。 * 治疗性调控:探索局部益生菌、共生菌衍生免疫调节剂、噬菌体疗法等,旨在恢复微生物平衡而非广谱杀菌。 * 预防策略:将微生物组分析纳入高危儿童(如反复上呼吸道感染、过敏史)的预防保健,通过早期干预(如益生菌补充、环境调整)维护黏膜健康。 * 多组学整合与标准化:推动多中心研究,采用标准化的采样和分析流程,并整合基因组学、转录组学、代谢组学等多组学数据,以深入理解机制和发现新靶点。

论文的价值与意义

这篇叙事性综述具有重要的学术价值和临床指导意义。它系统地梳理和整合了关于儿童鼻腔微生物组这一新兴领域的现有知识,清晰勾勒出健康与疾病状态下的微生物特征图谱,并深入探讨了微生物与宿主免疫相互作用的复杂机制。文章不仅总结了当前认知,更重要的是明确指出了领域内存在的关键知识缺口和方法学瓶颈,为未来的研究方向提供了清晰的路线图。对于儿科、耳鼻喉科、微生物学和免疫学领域的研究人员而言,本文是一份宝贵的参考资料。对于临床医生,它则提示了微生物组在未来儿科耳鼻喉疾病精准预防、诊断和治疗中的巨大潜力,推动了从传统病原体中心思维向生态系统平衡维护思维的转变。最终,本文旨在架起基础微生物学研究与临床耳鼻喉实践之间的桥梁,促进跨学科合作,以改善儿童上呼吸道健康。

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