Cell Host & Microbe|颠覆认知，肺部疾病恶化竟然会与它有关！

支气管扩张是由于支气管及其周围肺组织慢性化脓性炎症和纤维化的一种以永久性、进行性和不可逆的气道扩张为特征的疾病，且在全球范围内患病率不断在上升。与西方人相比，这种疾病在亚洲人中的发病率高了三倍。“经典的”支气管扩张病原体，包括肺炎链球菌、流感嗜血杆菌和革兰氏阴性菌，如铜绿假单胞菌，都被确定为具有引起侵袭性肺炎的能力。而经常在支气管扩张菌群中发现的奈瑟菌属，则一直被认为是呼吸共栖菌，对支气管扩张等肺部疾病并无影响。

2022年9月14日，新加坡南洋理工大学Sanjay H. Chotirmall团队在Cell Host & Microbe（IF:31.316）上发表了题为Neisseria species as pathobionts in bronchiectasis的研究成果，该团队通过结合人群队列、下一代测序、系统生物学和动物模型研究，确定了奈瑟菌属为支气管扩张的病原体。该研究打破了传统奈瑟菌属对肺部疾病影响的认知，对支气管扩张的诊断、分级与治疗具有重要的意义。

结果解读

首先，研究团队募集了共225名欧洲及亚洲支气管扩张患者，通过对气道微生物组进行16S测序分析及多种分析研究发现，以N. subflava亚群奈瑟菌为主的奈瑟菌在亚洲支气管扩张症患者的微生物组中占主导地位，且对表现出奈瑟菌显性基因型的亚洲人的亚分析显示，奈瑟菌丰度与病情加重频率显著相关。

随后，研究人员使用原代人鼻腔上皮细胞和原代人支气管上皮细胞进行气液界面（air-liquid interface, ALI）培养, 发现感染两小时即可在在原代上皮细胞中检测到N. subflava rRNA。通过qRT-PCR定量分析细胞裂解液发现，感染后24小时N. subflava进入细胞内，并在感染后72小时达到峰值。通过跨膜电阻（trans-epithelial electrical resistance，TEER）实验发现，感染后跨膜电阻降低，上皮细胞-细胞屏障显著破坏。通过对炎症基因表达量测定发现IL-6、IL-8、 CCL2和CXCL10基因表达增加，说明N. subflava感染可以引发气道炎症反应。

接下来，研究人员利用N. subflava分离株通过气管感染C57BL/6小鼠，与铜绿假单胞菌感染组比较，感染两天内小鼠体重均降低，两天后体重逐渐增加。而铜绿假单胞菌感染组小鼠临床评分比N. subflava感染组低，感染第7天后两组临床评分达到一致水平。但感染7天后小鼠肺部铜绿假单胞菌细菌量不断降低，而N. subflava感染组细菌量在感染第14天仍维持很高水平。且与铜绿假单胞菌组相比，N. subflava感染组表现出明显的细支气管上皮损伤。为了进一步证实成功的下气道感染，通过FISH实验检测到感染后第14天小鼠肺实质内的N. subflava菌。该菌感染引起肉眼可见的肺组织损伤，包括第4天出血和大叶炎症。通过支气管肺泡灌洗液(BALF)的吉氏染色证实，感染最初(第0天)以肺泡巨噬细胞为主，随后是中性粒细胞浸润(第2天)。小鼠肺的H&E染色显示，N. subflava诱导的细支气管肺泡感染和组织损伤明显:在感染后第2 - 7天，观察到细支气管损伤和促炎免疫细胞浸润肺泡间隙，在第4天达到峰值，随后在第14天恢复。流式细胞术进一步证实了体内免疫炎症反。

最后，研究团队通过转录组及代谢组测序分析进一步证明了N. subflava在肺损伤中的免疫致病潜力。特别地，研究团队在严重哮喘和慢性阻塞性肺部疾病中均检测出了奈瑟菌的存在。此外，研究团队前瞻性地调查了10个奈瑟菌主导的支气管扩张患者的家庭，并对其住所的空气、气道和环境表面的微生物含量进行宏基因组评估。发现在宿主气道和相关吸入器上证实有明显的奈瑟氏菌存在。有趣的是,奈瑟氏菌属(包括N. subflava菌)在空调过滤器、风扇和室内空气样本中均被发现。而室外空气（在阳台或家庭窗户外取样）宏基因组显示较少的奈瑟菌检出，表明室内家庭环境是该病原体的潜在暴露源。

研究结论

该研究证实了奈瑟菌种，特别是N. subflava是支气管扩张的一种病原体，并与支气管扩张的不良临床结果有关。通过实验及多组学分析证实了N. subflava在肺损伤中具有免疫致病潜力。宏基因组学应用于包括SA和COPD在内的其他呼吸道疾病标本，表明在体内检测奈瑟菌具有更广泛的意义，而家庭环境可能是一个关键的暴露源。

使用产品

该研究使用了多款碧云天的产品，如吉姆萨染色液（10X）、DAPI染色液和苏木素伊红（HE）染色试剂盒等。

产品编号	产品名称	产品包装
C0133	吉姆萨染色液(10X)	100ml/500ml
C1006	DAPI染色液	50ml
C0105M	苏木素伊红(HE)染色试剂盒	>1000次