前沿研究丨COVID-19患者的肠道菌群丰度变化与疾病严重性相关
本文选自中国工程院院刊《Engineering》网络首发文章
作者：汤灵玲，顾思岚，龚忆雯，李博，鲁海峰，李强，张如洪，高翔，吴正洁，张佳颖，张园园，李兰娟
来源：Clinical Significance of the Correlation between Changes in the Major Intestinal Bacteria Species and COVID-19 Severity. Engineering. 2020. https://doi.org/10.1016/j.eng.2020.05.013
导语
李兰娟院士团队近期开展了一项新型冠状病毒肺炎（COVID-19）患者肠道菌群丰度变化与疾病严重性关系的研究。该研究发现，COVID-19患者存在不同程度的肠道微生态失衡，因此在COVID-19患者救治中需关注肠道微生态与疾病的关系，维持肠道微生态平衡，改善预后。
相关研究成果近期发表于中国工程院院刊《Engineering》。
重症患者的救治是新冠肺炎诊治的重点、难点，而COVID-19患者的临床表现与人感染禽流感H7N9的临床表现相似。既往研究发现，H7N9禽流感患者存在严重的病毒性肺炎表现，尤其重症、危重症患者，存在肠道微生态失衡。鉴于此，该团队纳入了57例COVID-19确诊患者，包括20例普通型、19例重型和18例危重型展开研究，应用定量聚合酶链式反应（qPCR）检测了10种优势肠道菌群丰度在不同疾病严重程度患者中的变化情况，并比较了这些菌群与临床指标之间的相关性。
研究结果发现，COVID-19患者体内的乳酸杆菌、双歧杆菌以及与产丁酸相关且具有抗炎作用的厌氧菌（普拉梭菌、酪酸梭菌、柔嫩梭菌、直肠真杆菌）丰度显著降低，而机会性致病菌如肠球菌和肠杆菌丰度有所增加。这些菌群的丰度变化与疾病严重程度有关（图1）。73.7%的患者中肠球菌与肠杆菌的比值（Ec/E）相对增加，Ec/E比值明显升高的危重型患者预后较差。
图1 COVID-19患者有组间统计学差异的优势菌属变化
同时，COVID-19患者肠道微生物群落的变化与部分临床实验室检测结果存在相关性。如产丁酸菌（普拉梭菌、酪酸梭菌、柔嫩梭菌、直肠真杆菌）与炎症标志物（C反应蛋白、白血球、淋巴细胞比例、中性粒细胞比例和IL-6）相关（图2）。大多数COVID-19患者富集的菌属与肝功能的恶化和炎症因子升高呈正相关；减少的菌属与炎症因子升高呈负相关。危重症患者中双歧杆菌的含量与ALT，AST和LDH水平呈负相关。
图2 (a)普通型、(b)重型和(c)危重型COVID-19患者肠道菌群与临床指标的相关性
丁酸参与宿主的免疫调节，维持肠粘膜屏障的完整性。普拉梭菌、酪酸梭菌、柔嫩梭菌、直肠真杆菌等产丁酸菌能较好预测区分COVID-19普通型、重型和危重型患者（图3）。
图3 产丁酸菌在(a)普通型vs危重型以及(b)重型vs危重型COVID-19患者中的预测能力
研究结果提示COVID-19患者存在不同程度的肠道微生态失衡，肠道菌群变化是可用于诊断的生物标志物，Ec/E比值有望用于不良预后的预警。
肠道是机体最大的代谢器官和免疫器官，能通过“肠‒肺轴”参与调控多种肺部疾病。国家卫生健康委在其发布的《新型冠状病毒感染的肺炎诊疗方案》试行第五版、第六版和第七版中均指出：可使用肠道微生态调节剂，维持肠道微生态平衡，预防继发细菌感染。因此，在新冠救治中需关注肠道微生态与疾病的关系，维持肠道微生态平衡，改善预后。
撰稿丨汤灵玲
校对丨吴佳明
改编原文：
Lingling Tang, Silan Gu, Yiwen Gong, Bo Li, Haifeng Lu, Qiang Li, Ruhong Zhang, Xiang Gao, Zhengjie Wu, Jiaying Zhang, Yuanyuan Zhang, LanjuanLi. Clinical Significance of the Correlation between Changes in the Major Intestinal Bacteria Species and COVID-19 Severity. Engineering. 2020.
https://doi.org/10.1016/j.eng.2020.05.013
作者介绍
李兰娟，感染病（传染病）学家，中国工程院院士。
从事传染病临床、科研和教学工作40余年，擅长各类肝炎、感染性疾病、新发突发传染病诊治，尤其是肝衰竭、病毒性肝炎、肝病微生态研究。作为我国人工肝开拓者，创建独特有效的李氏人工肝支持系统治疗重型肝炎获重大突破。首次提出感染微生态学理论，从微生态角度来审视感染的发生、发展和结局，为感染防治提供了崭新的思路，还从基因的角度首次揭示肠道菌群与肝硬化的秘密。
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注：论文反映的是研究成果进展，不代表《中国工程科学》杂志社的观点。