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吸氧伤肺?新研究发现肺部致病菌可在高氧环境下引发早产儿肺部疾病

Nexbrio 知几未来研究院 2022-01-16

导读

早产儿/极低出生体重婴儿由于出生时肺部发育不全,往往需要被给予高浓度的氧气——这原本是挽救这些孩子的行为,但也可能给他们带去其他的影响。


近日,科学家发现非无菌小鼠中体内的某些致病菌则会在高氧环境中引发促炎级联反应,加重肺部损伤,而无菌小鼠的肺在高氧环境下能够通过改变肺部结构和降低炎症等方式来保护肺部。

 

换句话说,生命早期的呼吸道微生物异常,直接改变了他们之后患气管肺发育不良这种慢性、危及生命的早产儿肺部疾病的风险。

 

这一发现,也为通过控制气道微生物来治疗肺发育不良和其他肺部疾病提供了潜在方法。









































研究名称:Bacteriophage targeting of gut bacterium attenuates alcoholic liver diseaseEffects of Hyperoxia on Alveolar and Pulmonary Vascular Development in Germ Free Mice

期刊:American Journal of Physiology-Lung Cellular and Molecular Physiology

发表时间:2019年

IF:4.06

DOI:10.1152/ajplung.00316.2019


高氧血症(high oxygen concentrations),俗称“氧中毒”、“醉氧”。

 

它是指在临床中进行抢救或氧疗(如吸氧)时,大量的氧透过肺泡壁进入静脉血,导致了人体组织中的含量量过高,进而对肺、 脑、心、肾、血管、红细胞、组织细胞、酶系统、代谢系统产生的一系列损害。

 

常见于潜水员、接受高压治疗患者、新生儿护理(尤其是早产儿)及载人航天中。

 

1942-1943年,英国政府对潜水员的氧气中毒症状进行了大量的实验。图片正中的人正在透过面罩呼吸100%浓度的氧气,该舱加压为3.7大气压力
图片来源:wiki


尤其是,早产儿/极低出生体重婴儿由于出生时肺部发育不全,往往需要被给予高浓度的氧气。


理想情况下,氧疗需要提供满足新生儿代谢需求的充分氧合,同时避免低氧血症和氧过多的后果。但实际,临床上仍难以确定最佳目标氧水平,特别是对于早产儿。

 

吸氧不当的新闻早年曾经也有过报道👇现在眼底筛查是早产儿筛查的必备环节之一。

 


新闻中的失明正是暴露于高浓度氧气的症状之一。一般来说,吸入气体中氧气所占的比例直接决定了最终的身体的反应。


例如,短时间内暴露在高于大气氧分压的氧气(编者按:空气中氧气约占21%),会导致中枢神经系统中毒,引发细胞膜氧化应激、肺泡萎缩、视网膜脱落以及癫痫发作;长时间暴露于标准气压下的氧气,则可能会导致肺部和眼睛中毒,引起迷失方向、呼吸困难、近视等症状。

 

目前避免“氧中毒”最好的方式,主要还是控制吸入气体中的氧气比例。

 

1947年,Donald等人在压力相当于水深27米时,对干燥氧气毒性试验结果

 

但其实,吸氧者肺中的细菌菌,也在高氧环境对肺部造成损伤这一过程中起到了推波助澜的作用。

 

这一结果,刊载于近期的《美国生理学杂志-肺细胞和分子生理学(American Journal of Physiology-Lung Cellular and Molecular Physiology)》杂志。来自阿拉巴马大学伯明翰分校的Charitharth Vivek Lal团队在一种新生小鼠模型中,研究了气道微生物组在正常肺发育中的作用。

 

 

根据研究结果,呼吸道微生物异常与之后患气管肺发育不良(BPD)这种慢性、危及生命的早产儿肺部疾病有关。

 

具体来说,与非无菌(NGF)小鼠相比,无菌(GF)小鼠的肺在高氧(85%的氧气)环境中表现出肺部结构和力学的保护作用,如肺泡间隙扩大、间隔缩小等改变来减少高氧诱导的肺损伤;以及炎症标志物(髓过氧化物酶、白细胞介素1-β、干扰素-γ)的降低;而处于与空气中氧气相当的环境(21%)的无菌小鼠和非无菌小鼠,则没有明显差异。

 

无菌小鼠在高氧状态下的肺损伤更少

缺氧状态下,无菌动物比非无菌动物有更好的肺力学

 

于是,研究人员推测,可能是由于非无菌小鼠和人体中存在的某些致病细菌在肺发育不良的发病中发挥了重要作用,可能的方式包括调节肺促炎信号和中性粒细胞的炎症反应(neutrophilic inflammation)

 

“在缺乏这些致病性微生物群的情况下,无菌动物可能不会引起炎症反应,因此可能具有相对的保护表型。这一发现与我们之前的人类新生儿呼吸道微生物组研究一致,我们发现在严重的肺发育不良患者中,嗜中性粒细胞活性增加,以及呼吸道微生物组异常,其中蛋白菌占优势”,Charitharth Vivek Lal补充道。

 

此前,该团队在另一项研究中已经发现,早期的微生物失调/失衡是极低出生体重婴儿发展成肺发育不良的先兆。

 

这一发现,为通过控制气道微生物来治疗肺发育不良和其他肺部疾病提供了潜在方法。


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