高通量测序下吸入性糖皮质激素对老年慢阻肺患者痰液微生物组学的影响研究

谷亮 吴波

(复旦大学附属中山医院青浦分院呼吸内科,上海 201700)

慢性阻塞性肺疾病(COPD)是呼吸内科常见疾病，目前临床上多采用糖皮质激素治疗，改善患者肺功能[1]。有研究指出[2]，长期使用糖皮质激素可能导致患者呼吸道局部粘膜屏障和微环境改变，从而导致微生物组学改变。本文探究高通量测序下吸入性糖皮质激素对老年慢阻肺(COPD)患者痰液微生物组学的影响。现报告如下。

1 资料与方法

1.1一般资料 选取2019年8月至2020年8月期间我院呼吸内科门诊就诊的60例老年COPD患者作为研究对象，本研究经我院医学伦理委员会批准通过。根据COPD治疗指南将患者分为三组，各20例。A组男13例，女7例，年龄60～78岁，平均年龄(68.2±4.3)岁。B组男12例，女8例，年龄60～76岁，平均年龄(67.6±4.2)岁。C组男10例，女10例，年龄60～79岁，平均年龄(69.5±4.6)岁。纳入标准：经检查和诊断符合COPD诊断标准[3]的患者；年龄≥60岁；首次发作COPD的患者；患者及家属均知情同意。排除标准：入组前使用过抗生素、免疫抑制剂等影响微生物的药物；重度COPD急性加重，需要呼吸机或转ICU治疗的患者；合并恶性肿瘤或其他严重疾病影响研究者。3组患者一般资料比较均无差异(P>0.05)。

1.2方法

1.2.1标本采集 收集所有患者痰液标本，送至实验室-80℃冰箱保存备用。

1.2.2主要仪器和试剂 仪器：PCR管、EP管、零下80℃冰箱、普通冰箱、PCR扩增仪、高压锅、电泳仪、微量移液器、天平、高速离心机、旋涡振荡器、恒温干燥箱、分光定量分析仪、紫外凝胶成像系统、水平电泳槽等。试剂：DNA磁珠法提取试剂盒、溶菌酶、蛋白酶K、柠檬酸钠、氢氧化钠、无水乙醇、乙酰半胱氨酸、ddH2O、Gel-Red染料、琼脂糖、DL2000DNA maker、SYBR Green Mix、DNA分光定量试剂盒等。

1.2.3用药方法 3组患者均给予化痰、吸氧、营养支持等基础治疗。A组患者采用吸入布地奈德(生产厂家：AstraZeneca AB,Sweden 规格：200吸/支 批号：H20080249)+福莫特罗(生产厂家：正大天晴药业集团股份有限公司 规格：12 μg 批号：国药准字H20103179)+噻托溴铵(生产厂家：Boehringer Ingelheim Pharma GmbH & Co. KG 规格：18 μg 批号：H20100194)治疗。布地奈德1吸/次，2次/d；福莫特罗1吸/次，2次/d；噻托溴铵1吸/次，1次/d。B组患者采用吸入福莫特罗+噻托溴铵治疗，福莫特罗与噻托溴铵使用方法同A组。C组患者采用吸入噻托溴铵治疗，噻托溴铵使用方法同A组。

1.3观察指标 观察3组患者痰液中微生物组NGS检测结果中菌群的种类、丰度。比较治疗前后3组患者肺功能，分析3组患者1年内COPD急性加重次数、住院次数以及肺炎出现次数。采用香农-威纳多样性指数(Shannon)分析菌群的多样性，Shannon指数越大，说明群落多样性越高；采用Chaol分析菌群的丰度，Chaol越大，说明菌群丰度越高。肺功能观察第1秒用力呼气容积(FEV1)、用力肺活量(FVC)以及第1秒用力呼气量占预计值的百分比(FEV1%)。

2 结 果

2.13组患者微生物菌群的种类和丰度对比 治疗前，3组患者Shannon指数和Chaol差异无统计学意义(P>0.05)；治疗后，A组Shannon指数小于B组和C组(P<0.05)，B组与C组Shannon指数比较无统计学意义(P>0.05)；A组Chaol大于B组和C组(P<0.05)，B组和C组Chaol比较无统计学意义(P>0.05)。见表1。

表1 3组患者微生物菌群的种类和丰度对比(n=20)

2.23组患者肺功能对比 治疗前，3组患者FEV1、FVC以及FEV1%对比差异无统计学意义(P>0.05)；治疗后，A组上述治疗低于B组和C组(P<0.05)；B组和C组比较无统计学意义(P>0.05)。见表2。

表2 3组患者肺功能对比(n=20)

2.33组患者COPD急性加重次数、住院次数以及肺炎出现次数对比 A组急性加重次数、住院次数以及肺炎出现次数高于B组和C组(P<0.05)；B组和C组比较无统计学意义(P>0.05)。见表3。

表3 3组患者COPD急性加重次数、住院次数以及肺炎出现次数对比(次,n=20)

3 讨 论

刘荣[4]等人研究结果显示，急性发作期的COPD患者气道微生物菌群多样性和丰富度均高于稳定期患者，提示COPD患者病情严重时，呼吸道菌群种类和数量会明显增加。还有学者研究发现[5]，晚期COPD患者从拟杆菌门转移到变形杆菌门，表明了呼吸道菌群参与了COPD的发生和发展。糖皮质激素是治疗COPD的首选方案，但COPD患者需要长期进行糖皮质激素治疗，容易引起呼吸道粘膜屏障和微环境改变。因此研究糖皮质激素对呼吸道微生物菌群的影响是提高糖皮质激素治疗COPD的关键[6-7]。本文结果显示，A组患者微生物菌群的Shannon指数小于B组，A组Chaol大于B组和C组，B组与C组对比无差异。A组患者为三种药物联用，B组为两种药物联用，C组为单药组。上述结果表明，三种药物联用可有效降低痰液中微生物菌群的数量，提升微生物菌群丰富。这是由于A组中的布地奈德的为糖皮质激素，糖皮质激素具有抗炎、抑制免疫等作用，效果较强，能有效降低炎症因子水平，减少气道炎症反应，从而改善呼吸道微环境，消除大部分致病菌群[8]。在观察三组患者肺功能时发现，B组和C患者肺功能水平改善更佳，明显优于A组；且观察三组患者1年后的康复效果时发现，A组急性加重次数、住院次数以及肺炎出现次数均高于B组和C组，C组高于B组，结果表明B组和C组康复效果更佳，治疗效果更好。这是由于A组病情更严重，因此采用三种药物联用治疗；但糖皮质激素会发生抑制免疫，在肺炎的发生发展当中会起促进作用。而A组患者微生物菌群种类下降，丰度上升，破坏了菌群平衡，也是导致A组疗效较差的原因。

综上所述，呼吸道微生物在COPD的发生与发展过程中起到重要作用，糖皮质激素的治疗容易影响呼吸道微生物菌群的种类和丰度，造成免疫抑制，造成COPD病情的发展。