高通量測序下吸入性糖皮質激素對老年慢阻肺患者痰液微生物組學的影響研究

谷亮 吳波

(復旦大學附屬中山醫院青浦分院呼吸內科,上海 201700)

慢性阻塞性肺疾病(COPD)是呼吸內科常見疾病，目前臨床上多采用糖皮質激素治療，改善患者肺功能[1]。有研究指出[2]，長期使用糖皮質激素可能導致患者呼吸道局部粘膜屏障和微環境改變，從而導致微生物組學改變。本文探究高通量測序下吸入性糖皮質激素對老年慢阻肺(COPD)患者痰液微生物組學的影響。現報告如下。

1 資料與方法

1.1一般資料 選取2019年8月至2020年8月期間我院呼吸內科門診就診的60例老年COPD患者作為研究對象，本研究經我院醫學倫理委員會批準通過。根據COPD治療指南將患者分為三組，各20例。A組男13例，女7例，年齡60～78歲，平均年齡(68.2±4.3)歲。B組男12例，女8例，年齡60～76歲，平均年齡(67.6±4.2)歲。C組男10例，女10例，年齡60～79歲，平均年齡(69.5±4.6)歲。納入標準：經檢查和診斷符合COPD診斷標準[3]的患者；年齡≥60歲；首次發作COPD的患者；患者及家屬均知情同意。排除標準：入組前使用過抗生素、免疫抑制劑等影響微生物的藥物；重度COPD急性加重，需要呼吸機或轉ICU治療的患者；合并惡性腫瘤或其他嚴重疾病影響研究者。3組患者一般資料比較均無差異(P>0.05)。

1.2方法

1.2.1標本采集 收集所有患者痰液標本，送至實驗室-80℃冰箱保存備用。

1.2.2主要儀器和試劑 儀器：PCR管、EP管、零下80℃冰箱、普通冰箱、PCR擴增儀、高壓鍋、電泳儀、微量移液器、天平、高速離心機、旋渦振蕩器、恒溫干燥箱、分光定量分析儀、紫外凝膠成像系統、水平電泳槽等。試劑：DNA磁珠法提取試劑盒、溶菌酶、蛋白酶K、檸檬酸鈉、氫氧化鈉、無水乙醇、乙酰半胱氨酸、ddH2O、Gel-Red染料、瓊脂糖、DL2000DNA maker、SYBR Green Mix、DNA分光定量試劑盒等。

1.2.3用藥方法 3組患者均給予化痰、吸氧、營養支持等基礎治療。A組患者采用吸入布地奈德(生產廠家：AstraZeneca AB,Sweden 規格：200吸/支 批號：H20080249)+福莫特羅(生產廠家：正大天晴藥業集團股份有限公司 規格：12 μg 批號：國藥準字H20103179)+噻托溴銨(生產廠家：Boehringer Ingelheim Pharma GmbH & Co. KG 規格：18 μg 批號：H20100194)治療。布地奈德1吸/次，2次/d；福莫特羅1吸/次，2次/d；噻托溴銨1吸/次，1次/d。B組患者采用吸入福莫特羅+噻托溴銨治療，福莫特羅與噻托溴銨使用方法同A組。C組患者采用吸入噻托溴銨治療，噻托溴銨使用方法同A組。

1.3觀察指標 觀察3組患者痰液中微生物組NGS檢測結果中菌群的種類、豐度。比較治療前后3組患者肺功能，分析3組患者1年內COPD急性加重次數、住院次數以及肺炎出現次數。采用香農-威納多樣性指數(Shannon)分析菌群的多樣性，Shannon指數越大，說明群落多樣性越高；采用Chaol分析菌群的豐度，Chaol越大，說明菌群豐度越高。肺功能觀察第1秒用力呼氣容積(FEV1)、用力肺活量(FVC)以及第1秒用力呼氣量占預計值的百分比(FEV1%)。

2 結 果

2.13組患者微生物菌群的種類和豐度對比 治療前，3組患者Shannon指數和Chaol差異無統計學意義(P>0.05)；治療后，A組Shannon指數小于B組和C組(P<0.05)，B組與C組Shannon指數比較無統計學意義(P>0.05)；A組Chaol大于B組和C組(P<0.05)，B組和C組Chaol比較無統計學意義(P>0.05)。見表1。

表1 3組患者微生物菌群的種類和豐度對比(n=20)

2.23組患者肺功能對比 治療前，3組患者FEV1、FVC以及FEV1%對比差異無統計學意義(P>0.05)；治療后，A組上述治療低于B組和C組(P<0.05)；B組和C組比較無統計學意義(P>0.05)。見表2。

表2 3組患者肺功能對比(n=20)

2.33組患者COPD急性加重次數、住院次數以及肺炎出現次數對比 A組急性加重次數、住院次數以及肺炎出現次數高于B組和C組(P<0.05)；B組和C組比較無統計學意義(P>0.05)。見表3。

表3 3組患者COPD急性加重次數、住院次數以及肺炎出現次數對比(次,n=20)

3 討 論

劉榮[4]等人研究結果顯示，急性發作期的COPD患者氣道微生物菌群多樣性和豐富度均高于穩定期患者，提示COPD患者病情嚴重時，呼吸道菌群種類和數量會明顯增加。還有學者研究發現[5]，晚期COPD患者從擬桿菌門轉移到變形桿菌門，表明了呼吸道菌群參與了COPD的發生和發展。糖皮質激素是治療COPD的首選方案，但COPD患者需要長期進行糖皮質激素治療，容易引起呼吸道粘膜屏障和微環境改變。因此研究糖皮質激素對呼吸道微生物菌群的影響是提高糖皮質激素治療COPD的關鍵[6-7]。本文結果顯示，A組患者微生物菌群的Shannon指數小于B組，A組Chaol大于B組和C組，B組與C組對比無差異。A組患者為三種藥物聯用，B組為兩種藥物聯用，C組為單藥組。上述結果表明，三種藥物聯用可有效降低痰液中微生物菌群的數量，提升微生物菌群豐富。這是由于A組中的布地奈德的為糖皮質激素，糖皮質激素具有抗炎、抑制免疫等作用，效果較強，能有效降低炎癥因子水平，減少氣道炎癥反應，從而改善呼吸道微環境，消除大部分致病菌群[8]。在觀察三組患者肺功能時發現，B組和C患者肺功能水平改善更佳，明顯優于A組；且觀察三組患者1年后的康復效果時發現，A組急性加重次數、住院次數以及肺炎出現次數均高于B組和C組，C組高于B組，結果表明B組和C組康復效果更佳，治療效果更好。這是由于A組病情更嚴重，因此采用三種藥物聯用治療；但糖皮質激素會發生抑制免疫，在肺炎的發生發展當中會起促進作用。而A組患者微生物菌群種類下降，豐度上升，破壞了菌群平衡，也是導致A組療效較差的原因。

綜上所述，呼吸道微生物在COPD的發生與發展過程中起到重要作用，糖皮質激素的治療容易影響呼吸道微生物菌群的種類和豐度，造成免疫抑制，造成COPD病情的發展。