mNGS揭示儿童难治性肺炎支原体肺炎呼吸道菌群特征

/ 导 读 /

肺炎支原体(Mycoplasma pneumoniae, MP)是儿童肺部感染的常见病原体之一,人是唯一的宿主。肺炎支原体肺炎(Mycoplasma pneumoniae pneumonia,MPP)为学龄期儿童常见的社区获得性肺炎(community acquried pneumonia, CAP),占住院儿童CAP的10%-40%。前期由于大环内酯类耐药以及一系列复杂的机制,难治性肺炎支原体肺炎(refractory mycoplasma pneumoniae pneumonia, RMPP)的发病率不断增加,往往导致预后不良和肺不张、肺坏死、支气管扩张、闭塞性细支气管炎等后遗症。有研究发现下呼吸道(lower respiratory tract,LRT)感染期间微生物群发生了显著变化,与肺炎的预后或病程密切相关。

本研究对诊断为RMPP或非难治性肺炎支原体肺炎(NRMPP)的儿童支气管肺泡灌洗液进行了mNGS病原学检查,并分析了下呼吸道微生物群与RMPP之间的关系,相关研究成果发表于Translational Pediatrics。

/ 研究结果 /

该研究纳入52例儿童,NRMPP组包括9例男性和18例女性, RMPP组包括11例男性和14例女性。对入组的患者迪飞医学同时提供了比较宏基因组分析,通过分析发现:

α多样性

RMPP组的Shannon指数(丰富度)远低于NRMPP组,而Simpson指数(均匀度)则较高, RMPP组多样性明显低于NRMPP组。

β多样性

基于Bray-Curtis距离的组间多样性存在显著差异(P<0.001)。

图1 从左至右分别是α多样性-Shannon指数,α多样性-Simpson指数,β多样性-组间Bray-Curtis距离

组间高丰度差异物种

NRMPP组中支原体属的相对丰度显著低于RMPP组,共生微生物链球菌属、奈瑟氏菌属、韦荣菌属、罗氏菌属和普氏菌属以及条件致病微生物不动杆菌属、假单胞菌属和罗尔斯顿菌属则在NRMPP组中的丰度显著升高。几乎所有RMPP组的肺炎支原体负荷均显著高于NRMPP组,表明MP占据了LRT的所有生态位。发现4例MP丰度明显降低的RMPP组儿童样本中检测到了高丰度的人腺病毒7型或人博卡病毒I型。

图2 组间高丰度差异物种(属水平)

RMPP和NRMPP组的生物标志物

利用LEfSe探索对组间不同微生物条件影响最大的类群,发现支原体属和奈瑟菌属对RMPP组的影响最大,其中肺炎支原体和浅黄奈瑟菌最为丰富。

RMPP和NRMPP组的基因功能分布差异

在14/25 例RMPP组和18/27例NRMPP组的肺炎支原体基因组中成功注释抗性基因(ARGs),NRMPP组拥有更多ARGs注释。与NRMPP组相比,RMPP组毒力因子基因(VFGs)的注释较少,但其中黏附相关毒力基因的相对丰度较高。代谢通路LEfSe分析发现萜类和聚酮类代谢、脂类代谢、DNA复制或修复和碳水化合物代谢相关功能富集于RMPP组。

图3 组间MP基因组上的ARGs和VFGs相对丰度热图

/ 结论 /

RMPP组儿童的LRT微生物群比NRMPP组要简单得多,并且大多数以MP为主。一旦MP占据所有生态位,大量粘附的气道上皮细胞坏死脱落,炎症细胞浸润,分泌促炎细胞因子,CARDS毒素的释放会对患者造成严重的组织损伤, 这种过度激活的免疫系统可能是造成RMPP的主要原因。 迪飞mNGS以其快速、敏感和准确的病原体鉴定能力,为精准的治疗方案提供了强有力的支持。

该研究使用了迪飞医学mNGS检测技术。

参考文献:

Chen J, Xi Z, Shi Y, Liu L, Wang L, Qian L, Lu A. Highly homogeneous microbial communities dominated by Mycoplasma pneumoniae instead of increased resistance to macrolide antibiotics is the characteristic of lower respiratory tract microbiome of children with refractory Mycoplasma pneumoniae pneumonia. Transl Pediatr 2021;10(3):604-615. doi: 10.21037/tp-20-404