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程雷 邱昌余 （南京医科大学第一附属医院/江苏省人民医院耳鼻咽喉科，江苏 南京 210029） 引用格式： 程雷，邱昌余. 微生物医学组和感染在慢性鼻-鼻窦炎发病中的作用[J]. 山东大学耳鼻喉眼学报,2018,32(3):1-3. 慢性鼻-鼻窦炎(chronic rhinosinusitis， CRS)是耳鼻咽喉-头颈外科的常见多发病，在中国和欧洲人群中的患病率分别为8%［1］和10.9%［2］，严重影响患者的生活质量，并给社会经济造成极大的疾病负担。目前临床上根据患者是否合并鼻息肉分为两大类［2］：CRS不伴鼻息肉(chronic rhinosinusitis without nasal polyps， CRSsNP)和CRS伴有鼻息肉(chronic rhinosinusitis with nasal polyps， CRSwNP)。CRS的成因复杂，可能与遗传-环境的多因素相互作用有关，通常认为感染、变态反应、黏膜纤毛损伤、鼻-鼻窦解剖变异等为致病因素。近年来尽管国内外诊疗指南不断更新完善，但CRS仍然是一个发病原因和机制尚不十分清楚的疾病，有必要进行深入探讨［3-4］。微生物组(microbiome)是指一个特定环境中的微生物群系，包括细菌、真菌和病毒等，它们生活在一定环境空间，相互影响并彼此平衡，从而形成了相对稳定的生态环境。近年来，微生物组在人类健康与疾病中的研究受到很大重视，CRS亦为一大热点［2-3］。 病毒感染是急性鼻-鼻窦炎的主要病因，可引发或加重炎症，但在CRS发生发展中的具体作用还不确定。早年研究发现，呼吸道合胞病毒存在于20%的CRS患者鼻窦黏膜中［5］；鼻病毒则存在于21%的CRS患者下鼻甲黏膜中，而对照组无阳性结果［6］。体外实验显示，鼻黏膜感染鼻病毒与CRS加重有关，可能的机制包括促进细菌黏附，增加二次微生物感染的易感性(如细菌、真菌或其他病毒)，破坏上皮屏障完整性，呼吸道疾病急性加重(如哮喘、囊性纤维化、支气管扩张)，纤毛功能障碍，黏液纤毛清除功能损害及黏液过度分泌等［7］。 在CRS患者鼻窦中可发现各种各样的真菌，但是真菌的确切致病作用尚未阐明。鼻窦真菌感染不仅仅是一个单纯的感染性炎症，真菌本身可引发强烈的炎性反应，其重要因素是真菌蛋白酶，它是由真菌菌丝产生的可激活鼻腔鼻窦上皮细胞的蛋白酶激活受体(protease activated receptors)，导致Th2细胞因子的产生和释放，引起促炎性反应的发生包括嗜酸粒细胞的浸润［8］。值得注意的是CRS的一种特殊类型——变应性真菌性鼻-鼻窦炎(allergic fungal rhinosinusitis)，其特征是鼻窦慢性嗜酸粒细胞-淋巴细胞性炎症，伴有鼻息肉和变应性黏蛋白，真菌培养阳性但鼻窦黏膜和骨组织无真菌侵袭。最近，气道真菌微生物组(airway fungal microbiome)研究也开始受到重视［9］。在变应性真菌性疾病中，真菌以及相关细菌,如金黄色葡萄球菌(简称金葡菌)、病毒或其他病原体可能作为微生物的T细胞超抗原(superantigen)的来源。这种真菌与宿主、真菌与细菌的相互作用对诱发或加重CRS等气道慢性炎症性疾病的影响值得引起关注，需要深入研究［9］。 与肠道菌群很相似，鼻腔鼻窦存在着有助于维持呼吸道健康的常驻菌(resident flora)。目前认为，细菌多样性和数量改变以及病毒和真菌的存在与CRS有关［7］。有学者对CRS患者鼻窦手术中获得的病变黏膜进行有氧条件下细菌培养，阳性率为86%，主要阳性结果为凝固酶阴性的葡萄球菌占45%、革兰氏阴性杆菌占25%、金葡菌占24%，且多数为2种或以上细菌共存［10］。另有研究显示，CRS患者黏膜下存在金葡菌的比例高达40%~75%，而健康对照组仅为0%~12.5%［7］。金葡菌的存在并非仅仅是感染问题，其超抗原假说提出金葡菌分泌的葡萄球菌肠毒素(staphylococcal enterotoxins， SEs)作为超抗原具有显著的刺激活性，可促进CRSwNP患者特征性的组织反应，约50%的CRSwNP患者表现出淋巴细胞反应，与超抗原暴露一致［11］。鼻息肉匀浆中金葡菌超抗原可触发严重且不受控制的免疫反应，活化机体大约30%的淋巴细胞，促进淋巴细胞增殖和大量细胞因子的释放［8］。Tripathi等［12］报道23例CRSwNP患者中14例(60.9%)血清SEB特异性IgE抗体阳性，而对照组均为阴性。我们的研究发现［13］，CRSwNP患者血清SEB特异性IgE显著高于对照组，且与血清总IgE水平呈正相关。因此有观点认为［8］，金葡菌超抗原是鼻息肉形成的一个重要因素，尤其在嗜酸粒细胞性CRSwNP中SEs极大地促进了Th2反应的强度。但在非嗜酸粒细胞性CRSwNP中，SEs可能更多的是作为感染因素起作用［14］。 另一个值得临床关注的问题是细菌生物膜(bacterial biofilm)。生物膜是黏附于惰性或活细菌表面的有组织的群落，嵌入在自身产生的细胞外聚合物基质，由生物聚合物混杂而成，主要是多糖，也含有蛋白质和核酸。有报道至少65%的感染是由生物膜引发的，在CRS的发生发展中发挥重要作用［15-16］。生物膜的形成依赖于细菌(如金葡菌)和环境因素(如吸烟)，其改变了机体黏膜免疫，包括固有免疫和适应性免疫［17］。对于CRS患者而言，吸烟是促使其鼻窦黏膜异常微生物群改变的独立因素，可加速CRS病情进展［7］。 Singhal等［18］收集了39例CRS患者行鼻内镜手术的鼻窦组织，在30例样本中存在细菌生物膜， 60%为多菌种生物膜， 并且70%有金葡菌生物膜； 存在细菌生物膜的患者术后症状持续存在，黏膜炎症和感染未得到有效控制，生活质量明显受损，这在金葡菌生物膜阳性者尤为显著。 令人感兴趣的是在CRS患者中，金葡菌生物膜与超抗原、嗜酸粒细胞炎症有明显相关性，提示金葡菌生物膜与宿主获得性免疫反应向Th2偏移有关，表现为嗜酸粒细胞阳离子蛋白(eosinophil cationic protein, ECP)和IL-5水平升高，而不依赖于超抗原活化(诱导IgE产生)［19］。我们的研究显示，CRSwNP患者血清ECP水平明显高于健康对照组，尤其是中-重度CRSwNP患者血清ECP水平显著升高［20］。 近来有报道［21］，从CRS合并眼眶蜂窝织炎患者采集的70个组织样本中，48个(68.5%)样本有细菌生长，以金葡菌、表皮葡萄球菌和铜绿假单胞菌占据菌株的绝大多数；有13个(18.6%)样本存在真菌，以黄曲霉最常见。经检测发现,45%的细菌和50%的黄曲霉可产生生物膜，对于产生物膜较强的微生物抗菌治疗总体上无效。还有观点认为，真菌和生物膜中细菌的相互作用可能是CRS发病的关键［22］。生物膜内物质间相互作用可加重疾病严重度，且局部黏膜损伤或生物膜清除不彻底可导致生物膜生长加快，黏膜炎症进一步加重［15］。细菌生物膜作为物理屏障阻碍抗菌药物的渗透，严重降低药物对CRS的疗效，是难治性鼻-鼻窦炎的一大原因［19,23-24］。随着研究进展，一些针对生物膜的治疗策略正在探索，例如抗微生物中和作用、清除既存的生物膜、干扰群体感应等方法［24］。 最新研究表明，细菌性病原体和微生物组改变可导致CRS黏膜炎症的发生发展［25］。而微生物组失衡(microbiota dysbiosis)在CRS的病理生理学机制中可能发挥关键作用并且影响疾病严重度，认为失衡的细菌多样性与某特定菌种占优势相比,前者在CRS发病中显得更为重要［26］。换言之，局部微生物组中微生物正确保持平衡可能起免疫调节作用，而平衡失调则成为局部炎性反应的重要调节因子［3］。综上所述，CRS包含了感染、炎症与宿主因素的复杂的相互作用，是一个以鼻-鼻窦持续性炎症和窦腔微生物组失衡为特征的异质性疾病，而与此相关的宿主免疫反应特征将有可能为制定个性化治疗策略提供依据［27］。 |
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