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受损的肺部微生物的多样性预测特发性肺纤维化的进展gydF4y2Ba

文摘gydF4y2Ba

背景gydF4y2Ba

特发性肺纤维化(IPF)是最常见的特发性间质性肺炎和严重的形式。虽然IPF没有被认为与细菌社区,最近报纸报道的可能作用在IPF微生物组成。微生物的作用gydF4y2Ba年代gydF4y2Ba在呼吸功能和临床生物标志物IPF仍然未知。在这项研究中,我们的目标是确定肺中的微生物环境之间的关系和临床结果。gydF4y2Ba

方法gydF4y2Ba

三十四个科目与IPF诊断包括在分析中。16 s rDNA是纯化的支气管肺泡灌洗液时获得诊断和分析利用新一代测序技术来描述细菌社区。此外,微生物与bleomycin-induced小鼠肺纤维化进行了分析。gydF4y2Ba

结果gydF4y2Ba

最常见的肺门壁厚菌门,变形菌门和拟杆菌门。微生物多样性下降患者被发现在低用力肺活量(FVC)和早期死亡率。另外,厚壁菌门的多样性和相对丰度,链球菌科,和Veillonellaceae明显与FVC、6分钟步行距离,血清蛋白质表面活性剂d Bleomycin-induced肺纤维化导致减少微生物群的多样性和变更PCoA分析。这些结果支持人类标本观察。gydF4y2Ba

结论gydF4y2Ba

本研究确定了BALF中特定类群和临床结果之间的关系,也支持的实验小鼠模型。我们的数据表明微生物多样性损失的可能性与IPF的疾病活动相关联。gydF4y2Ba

背景gydF4y2Ba

特发性肺纤维化(IPF)是一个著名的威胁生命的疾病的肺部只有3到5年的中位数生存(gydF4y2Ba1gydF4y2Ba,gydF4y2Ba2gydF4y2Ba,gydF4y2Ba3gydF4y2Ba]IPF患者表现出限制性通气障碍引起的进步肺纤维化和下降用力肺活量(FVC)是与死亡率密切相关gydF4y2Ba4gydF4y2Ba]。在各种形式的特发性间质性肺炎,IPF吸引了最多的关注,因为其预后不良和数量有限的治疗药物。此外,急性加重(AE)是最关键的IPF的危及生命的事件,特别是在亚洲,日本(包括gydF4y2Ba5gydF4y2Ba,gydF4y2Ba6gydF4y2Ba,gydF4y2Ba7gydF4y2Ba]。许多研究已经确定了关键因素在IPF的发展,和一些抗纤维化药物已经被开发出来,但直接原因仍然未知gydF4y2Ba8gydF4y2Ba,gydF4y2Ba9gydF4y2Ba]。gydF4y2Ba

直到最近,肺被认为是无菌室,因为培养技术是有限的能力来识别所有可能存在的细菌。然而,新技术已经开发出来,发现了细菌社区健康的人类和那些肺部疾病(gydF4y2Ba10gydF4y2Ba,gydF4y2Ba11gydF4y2Ba,gydF4y2Ba12gydF4y2Ba]。这个新特性的肺部微生物可能提供重要的致病见解慢性肺部疾病,包括囊性纤维化、慢性阻塞性肺病、哮喘。最近报纸报道的可能作用微生物组合在IPF (gydF4y2Ba13gydF4y2Ba,gydF4y2Ba14gydF4y2Ba]。细菌增加负担和特定的细菌与疾病进展相关。然而,微生物的角色在呼吸功能和临床标记IPF仍然未知。gydF4y2Ba

在当前的研究中,我们进行回顾性综合分析下呼吸道细菌微生物的日本IPF患者。调查清楚微生物和病理条件之间的关系,我们也分析了微生物与bleomycin-induced肺纤维化小鼠模型。gydF4y2Ba

方法gydF4y2Ba

病人的选择gydF4y2Ba

回顾性分析包含在受试者是IPF患者去札幌医科大学医院。这项研究是医院的伦理委员会批准(批准文号,292 - 35)。IPF诊断执行根据at /人/青年队ALAT声明2011gydF4y2Ba2gydF4y2Ba]。在这项研究中,药物历史(在结果部分讨论)不纳入排除标准。病人特点、肺功能测试的结果、动脉血气分析,和6分钟步行距离(6随钻测量)测试,以及一般的血液测试和一些IPF在血清生物标志物招生。肺功能测试(击球),包括FVC和扩散能力的测定肺一氧化碳(DLco),是由使用CHESTAC-55 V系统(胸部M.I.公司、日本东京)。依照at 6随钻测量测试执行的指导方针。的差距(性别、年龄、和生理变量)点得分计算通过确定主题的性别,年龄,预测FVC百分比(% FVC),并预测百分比DLgydF4y2Ba有限公司gydF4y2Ba(% DLgydF4y2Ba有限公司gydF4y2Ba),如前面描述的(gydF4y2Ba15gydF4y2Ba]。击球结果12±1个月从基线和FVC的变化进行评估。恶化被定义为≥10%相对衰落FVC从基线及严重呼吸状态中击球时无法执行(gydF4y2Ba16gydF4y2Ba]。根据日本标准AE定义(gydF4y2Ba16gydF4y2Ba]。符合这些条件的羽衣甘蓝和同事在2007年提出的标准(gydF4y2Ba17gydF4y2Ba]。gydF4y2Ba

样品收集gydF4y2Ba

支气管镜检查在临床诊断IPF患者执行。通过口腔插入支气管镜,通过声带。在仔细观察支气管腔内,支气管镜是嵌入目标叶使用插管管。支气管肺泡灌洗(BAL)是在中间的叶或海豆芽,无论成像异常的高分辨率计算机断层扫描(HRCT)。落下帷幕了3的50毫升的温热生理盐水灌注物总150毫升的收集和集中所有可能的回报。样品进行微生物分析被添加到猎鹰管和存储−80°C到次DNA的提取。gydF4y2Ba

小鼠模型gydF4y2Ba

C57BL / 6 J小鼠购自制药非饱和服务集团有限公司(日本东京)。我们确保他们相当于遗传质量和稳定的表型。尽管non-littermate老鼠可能有不同的微生物菌群,我们没有使用同窝出生在这项研究中,以避免产生的偏见驻留基因遗传。除了相似的住房条件提供给所有的动物,包括食物、水和co-house,随机选择了尽可能消除偏差。老鼠保持特定的无菌条件下,用8周时的年龄。此后,我们将老鼠分成两组:博来霉素和生理盐水组。博来霉素盐酸盐(日本东京日本kayaku有限公司)在生理盐水溶解,不断管理通过micro-osmotic泵(Alzet 1007 d;DURECT公司(CA)。老鼠被吸入异氟烷的麻醉,其次是Alzet泵插入mid-back皮下地区。Alzet泵包含100μl博来霉素盐酸盐(100毫克/公斤)或生理盐水作为控制和设计其内容在0.5μl / h / 7天。 At 28 days after Alzet pump insertion, mice were sacrificed with an intraperitoneal injection of pentothal, and blood was immediately collected for obtaining serum samples. Lungs were lavaged with 1 ml of normal saline. For histological examination, lungs were fixed with 10% formalin phosphate and embedded in paraffin. Lung sections were stained with hematoxylin-eosin and Masson trichrome reagent, and examined with a microscope. Total and differential cells in the bronchoalveolar lavage fluid (BALF) were counted using the XT-1800iV (Sysmex, Japan). All experiments using mice were conducted according to the regulations of the Sapporo Medical University Animal Care and Use Committee.

标准协议和DNA裂解隔离gydF4y2Ba

1.5毫升整除BALF样本的离心机,享年10000岁gydF4y2BaggydF4y2Ba10分钟,浮在表面的被丢弃。溶解的颗粒悬浮在180μl解决方案(20毫克/毫升鸡鸡蛋溶菌酶(Sigma-Aldrich), 20毫米Tris-HCl (pH值7.4),2毫米EDTA,特里同X 1.2%),然后孵化为30分钟37°C和偶尔的涡旋混合。样品被蛋白酶K消化(最终浓度,1毫克/毫升)和孵化30分钟在65°C。DNA纯化使用DNeasy血液和组织执行工具包(试剂盒)制造商的指示。gydF4y2Ba

实时聚合酶链反应(PCR)gydF4y2Ba

tuf基因表达分析的数量估计BALF中细菌的数量。实时PCR进行这些样品用细菌定量PCR试剂盒(豆类、日本)和7900年HT快速实时PCR系统(应用生物系统公司)。自行车在95°C条件1循环30年代,35周期为5 s在95°C,对30年代和60°C。gydF4y2Ba

DNA测序和序列分析gydF4y2Ba

离子16 s宏基因组工具包,用于快速分析的细菌样本使用离子激流测序技术,用于细菌16 s rDNA基因的测序分析。这个组件包括2引物集有选择地放大16 s地区对应的变异度高的地区的细菌:V2-4-8 V3-6, 7 - 9。主PCR循环条件95°C 10分钟,其次是27日周期的标准PCR (95°C的30年代,50°C 30年代和72°C 45 s),并为7分钟完成72°C。然后,序列分析通过使用离子激流测序平台(离子激流的PGM™)。原始测序数据处理通过母亲软件包,离子激流中描述的标准操作程序。测序后,原始信号数据分析使用洪流套件版本5.0。管道包括信号处理,基本要求,清除低质量的阅读、修剪和适配器。BAM测序数据格式使用离子记者软件v5.2进一步处理。这些文件,分类信息业务分类单元(辣子鸡),进口,并进一步分析了使用Explicet v2.10软件(RobertsongydF4y2Bahttp://www.explicet.orggydF4y2Ba)。我们限制了主成分回归分析辣子鸡,出席一个给定的样本> 1.0%的人口和分类学的识别。gydF4y2Ba

统计分析gydF4y2Ba

连续变量显示为中位数和四分位范围。两组之间的比较,考察了连续变量使用GraphPad棱镜v7 Mann-Whitney U测试软件(GraphPad, Inc .,圣地亚哥,美国)。Alpha-diversity指标被用来描述每个样本细菌多样性。Alpha-diversity指标,包括香农多样性指数和辛普森多样性指数(一维),计算使用Explicet v2.10软件。斯皮尔曼相关分析和人民币13.0 (SAS研究所卡里、数控、美国)被用来评估确定的系数(ρ),残差,和意义(p)来识别微生物和参数之间的关联。主坐标分析(PCoA) Bray-Curtis不同样本之间使用过去v3.13生成软件(锤o .过去3×2017。可以从:gydF4y2Bahttp://folk.uio.no/ohammer/past/gydF4y2Ba)。gydF4y2Ba

结果gydF4y2Ba

病人特点和临床资料gydF4y2Ba

研究对象包含在这个分析如表所示gydF4y2Ba1gydF4y2Ba。34例疑似IPF患者加入这项研究从2013年7月到2015年12月,接受支气管镜检查。IPF的诊断是由≥3位肺脏HRCT的基础。所有34个病人有一个一致的模式通常的间质性肺炎。所有34名患者接受外科肺活检明确诊断。IPF的34个科目主要是男性(73.5%)。的平均年龄为69岁。根据分数的差距,我22患者阶段,8 II期,第三和第四阶段疾病,受试者认为有轻度或中度疾病登记。条目的AE在12个月内的发病率为14.7%。34中有4人死亡报道研究参与者在最初的12个月。 Before the time of assessment, the participants were undergoing treatment with clarithromycin (ngydF4y2Ba= 1),吸入糖皮质激素(n = 1)或抗酸药(gydF4y2BangydF4y2Ba= 10),分别。所有的参与者采取系统性免疫抑制剂,防治或antifibrotic代理的时候进入本研究。在观察期间,参与者接受治疗与antifibrotic代理(gydF4y2BangydF4y2Ba= 7),全身糖皮质激素(gydF4y2BangydF4y2Ba= 4)、环磷酰胺(gydF4y2BangydF4y2Ba=(2)和防治作用gydF4y2BangydF4y2Ba= 5)。表gydF4y2Ba1gydF4y2Ba还总结了信息总量的BALF中细胞计数。尽管肺泡微生物菌群的改变往往伴随着BALF细胞计数的变化,之间没有相关性成立BALF细胞数量和微生物的研究。gydF4y2Ba

表1研究患者的基线特征gydF4y2Ba

肺部微生物的多样性与IPF的进展。gydF4y2Ba

tuf基因数量的测量,而不是细菌的数量。图gydF4y2Ba1gydF4y2Ba显示了整个总细菌负荷测量1毫升BALF和值范围从601到4554年(无花果。gydF4y2Ba1gydF4y2Ba)。没有统计上的显著差异,无论历史的AE(附加文件gydF4y2Ba1gydF4y2Ba:图S1)。概述DNA测序数据的额外的文件所示gydF4y2Ba1gydF4y2BaS1:表。辣子鸡的数量和序列读取每BALF样本范围从56至93年,从29956年到132216年在家庭水平分类,分别。稀疏曲线计算测量的量测序如何进行图书馆代表了生物多样性在图书馆,和测量值范围从0% - -100%,为100%,表明所有预期的辣子鸡都观察到,这将表明,深度测序不太可能确定额外的辣子鸡。稀疏曲线的分析表明,足够深测序已经实现(附加文件gydF4y2Ba1gydF4y2Ba:图S2)。评估这些主题的微生物多样性,香农和辛普森多样性指数都检查。香农多样性指数中的值从2.817到4.623不等。可怜OTU多样性得到三个病人,值为2.817,3.281和3.347。辛普森多样性指数范围从0.727到0.931,这是平行于香农多样性指数的指数(无花果。gydF4y2Ba1 b和cgydF4y2Ba)。检查是否肺部微生物的多样性影响疾病进展,我们比较了多样性与30例的临床资料non-deterioration集团(gydF4y2BangydF4y2Ba=组(22)和恶化gydF4y2BangydF4y2Ba= 8;7−10%或更大的减少FVC和1不能执行击球)(无花果。gydF4y2Ba1 dgydF4y2Ba)。内的所有病人恶化组(n = 8)的多样性指数往往小于non-deterioration组的患者。此外,多样性指数明显较小的早期死亡数量比人口生存(无花果。gydF4y2Ba1 egydF4y2Ba)。这些结果表明肺部微生物的多样性的可能性可以用来预测预后IPF发病机理。细菌类群的相对丰度和对家庭的辣子鸡,> 1.0%相对丰度每样图所示。gydF4y2Ba1 fgydF4y2Ba。最主要的肺门发现厚壁菌门,变形菌门,拟杆菌、放线菌(分别为37.4%,29.4%,19.8%,和11.7%)。另外,我们观察到的蓝藻和Fusobacteria肺。厚壁菌门的最大和第二大的家庭OTU是链球菌科和Veillonellaceae(分别为14.9%和9.7%)。第二大的家庭OTU Prevotellaceae(12.1%)、拟杆菌门的一员。其他常见辣子鸡的家庭包括丙酸杆菌科,Shewanellaceae,假单胞菌科,Staphylococcaceae。更深入地考虑到多样性,我们推测多样性的下降是由于壁厚菌门的增加和减少变形菌门。特别是关于壁厚菌门,链球菌科和Veillonellaceae家庭的参与(表所示gydF4y2Ba2gydF4y2Ba)。gydF4y2Ba

图1gydF4y2Ba
图1gydF4y2Ba

一个gydF4y2Batuf基因总数是通过实时PCR来衡量的。gydF4y2BabgydF4y2Ba,gydF4y2BacgydF4y2Ba所表现出的α多样性是一盒阴谋。gydF4y2BadgydF4y2Ba香农多样性指数比较IPF之间有或没有恶化。gydF4y2BaegydF4y2BaIPF患者在12个月内死于香农多样性指数明显降低。箱形图表示为中位数±差,Mann-Whitney U测试,*:gydF4y2BapgydF4y2Ba< 0.05。gydF4y2BafgydF4y2Ba门和家庭级别的操作从16 s rRNA基因序列分类单位。微生物学科相对丰度> 1.0%每个示例所示gydF4y2Ba

表2细菌的多样性和相对丰度之间的关系gydF4y2Ba

微生物与临床相关的生物标记或生理评估。gydF4y2Ba

接下来,我们评估临床数据和微生物之间的相互关系。FVC使用索引了解IPF的进步,和我们首先关注FVC和肺微生物之间的关系。我们观察到细菌负担和FVC之间没有显著关联(ρ=−0.153;gydF4y2BaPgydF4y2Ba= 0.395)。然而,我们发现,FVC减少壁厚菌门的相对丰度成反比。另一方面,变形菌门的相对丰度有密切的平行FVC的结果。在家庭层面上,链球菌科和Veillonellaceae的相对丰度最大和第二大单一OTU壁厚菌门的一员,能显著减少FVC(无花果。gydF4y2Ba2模拟gydF4y2Ba)。此外,香农多样性指数呈正相关,FVC(表gydF4y2Ba3gydF4y2Ba)。微生物群落的多样性指数也与表面活性剂的血清水平蛋白D (SP-D)、乳酸脱氢酶(LDH)和6随钻测量的临床生物标志物或生理评估进展在IPF(表gydF4y2Ba3gydF4y2Ba)。厚壁菌门的家庭门也与6随钻测量血清水平SP-D(无花果。gydF4y2Ba3gydF4y2Ba和gydF4y2BabgydF4y2Ba)。细菌负担证明逆相关性与6随钻测量(ρ=−0.347;gydF4y2BaPgydF4y2Ba= 0.051)。然而,我们没有其他明显的细菌之间的关系和临床生物标志物或生理评估负担。综上所述,这些结果表明,多样性的减少所引起的增加壁厚菌门(链球菌科和Veillonellaceae家庭)和减少变形菌门与疾病恶化,这表明这些生物体IPF发病可能的贡献。gydF4y2Ba

图2gydF4y2Ba
figure2gydF4y2Ba

FVC和相对丰富的细菌之间的关系。gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba门壁厚菌门(gydF4y2BabgydF4y2Ba)门变形菌门(gydF4y2BacgydF4y2Ba)家庭链球菌科和(gydF4y2BadgydF4y2Ba家庭Veillonellaceae)。在每种情况下,线性回归线路已经安装。斯皮尔曼的测试。ρ:斯皮尔曼等级相关系数,*:p < 0.05, * *:gydF4y2BapgydF4y2Ba< 0.01gydF4y2Ba

表3多样性统计肺微生物与临床结果gydF4y2Ba
图3gydF4y2Ba
图3gydF4y2Ba

散点图显示的相对丰度的相关性厚壁菌门(gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba6)随钻测量和(gydF4y2BabgydF4y2Ba)血清SP-D。在每种情况下,线性回归线路已经安装。斯皮尔曼的测试。ρ:斯皮尔曼等级相关系数,*:p < 0.05, * *: p < 0.01gydF4y2Ba

微生物在bleomycin-induced肺纤维化改变。gydF4y2Ba

微生物被认为是受各种混杂因素如吸烟史、药物等。gydF4y2Ba18gydF4y2Ba]。调查清楚微生物和病理条件之间的关系,我们研究了微生物与bleomycin-induced小鼠肺纤维化。在28天博来霉素后落下帷幕了,然后代表提出了显微照片在附加文件中gydF4y2Ba1gydF4y2Ba:图S5。组织病理学评估表明,扩散intra-alveolar纤维化和局部密集的纤维化sub-pleural地区导致了细胞的数量增加,特别是肺泡巨噬细胞,BALF(附加文件gydF4y2Ba1gydF4y2Ba:图S5)。尽管纤维化的程度略有不同的个人老鼠,老鼠接受博来霉素都包含在这一分析,无论纤维化的程度。没有差别的总负载tuf基因bleomycin-treated和saline-treated老鼠(图。gydF4y2Ba4gydF4y2Ba)。相反,香农多样性指数明显bleomycin-treated小老鼠相比saline-treated老鼠。(无花果。gydF4y2Ba4 bgydF4y2Ba)。最主要的肺门发现厚壁菌门,变形菌门,拟杆菌、放线菌saline-treated小鼠肺(分别为49.9%,20.9%,10.9%,和16.0%)。特别是,显著增加了从bleomycin-treated老鼠BALF中厚壁菌门(gydF4y2BapgydF4y2Ba< 0.05)(图gydF4y2Ba4摄氏度gydF4y2Ba)。这些结果表明,微生物在门的交替纤维化改变人类的样本和老鼠之间非常相似。主坐标分析(PCoA)进行建立所有样本之间的关系。PCoA图显示的辣子鸡BALF中发现bleomycin-treated盐水的老鼠好分开控制,这表明bleomycin-treated小鼠中的微生物群落不同于盐水控件(无花果。gydF4y2Ba4 dgydF4y2Ba)。gydF4y2Ba

图4gydF4y2Ba
装具gydF4y2Ba

Bleomycin-treated纤维化改变微生物组小鼠的肺。C57BL / 6 J小鼠服用博来霉素(Bleo)和生理盐水(NS)解决方案中描述的方法。gydF4y2Ba一个gydF4y2BaBALF tuf基因总数是通过实时PCR来衡量的。gydF4y2BabgydF4y2Baα多样性是一盒图所示。箱形图表示为中位数±差。Mann-Whitney U测试。*:p < 0.05。gydF4y2BacgydF4y2Ba门级别的操作从16 s rRNA基因序列分类单位。微生物学科相对丰度> 1.0%每个示例所示。gydF4y2BadgydF4y2Ba二维PCoA情节微生物群落的肺博来霉素saline-treated老鼠,表示重要的PERMANOVA (gydF4y2BapgydF4y2Ba= 0.0209)。坐标轴显示比例的贡献,PC1: 50.1%, PC2: 23.7%gydF4y2Ba

讨论gydF4y2Ba

在这项研究中,我们从最初的诊断表明,BALF IPF包含微生物群,肺部微生物的多样性的丧失与IPF的进展。关于肺微生物多样性的变化,我们发现,增加壁厚菌门和拟杆菌门(链球菌科,Veillonellaceae, Prevotellaceae家庭)和减少门变形菌门参与多样性的减少。此外,多样性的丧失与IPF指标,包括低FVC、减少6随钻测量,高血清SP-D和LDH。不幸的是,没有健康对照组在这项研究中,但失去多样性在IPF比较健康控制被报道在之前的文献[gydF4y2Ba13gydF4y2Ba]。Molyneaux PL等人建议,降低航空公司的细菌社区作为重复的持续刺激肺泡损伤(gydF4y2Ba19gydF4y2Ba]。综上所述,丧失多样性对IPF的发病机制可能有一些影响。还有一个可能性,多样性是相关的死亡率和FVC诊断后1年下降,这表明肺部微生物多样性可能预后指标,这是本研究最重要的发现。此外,种族差异和环境因素也被认为是参与微生物和获得类似的结果在亚洲与西方国家相比是重要的。此外,我们发现链球菌科的增加与减少6随钻测量(附加文件gydF4y2Ba1gydF4y2Ba:图S4)。这些结果可能表明肺部微生物和肺纤维化密切相关,参与IPF的发病机制。相比之下,微生物变化是否引起或仅仅是疾病进展的结果仍不明朗。因此,进一步广泛介入研究,包括改变肺部微生物抗生素治疗或疫苗,需要说明这一现象。gydF4y2Ba

同时,微生物利用临床样本的考试是相当复杂的,因为有很多的混杂因素如吸烟史、药物等等。所以,我们决定来验证我们的结果的临床样本使用bleomycin-treated老鼠与一个统一的背景,这是广泛应用于IPF的研究。因为老鼠的生活环境非常不同于人类,他们的详细的菌群是将不同gydF4y2Ba20.gydF4y2Ba]。然而,我们发现,细菌群落的相对变化的纤维化小鼠非常类似于IPF患者(图。gydF4y2Ba4摄氏度gydF4y2Ba)。厚壁菌门的相对丰度的增加和减少变形菌门,及其伴随的多样性降低BALF中观察bleomycin-treated老鼠(图。gydF4y2Ba4 b和cgydF4y2Ba)。这些结果部分支持人类标本的分析。此外,PCoA分析显示,微生物群落的老鼠在bleomycin-induced纤维化是不同于正常菌群(图。gydF4y2Ba4 dgydF4y2Ba),这是没有检测到人体(数据没有显示)。这可能是由于这一事实有许多混杂因素的患者如前所述。仍然很难确定诱发细菌与IPF的进展。尽管如此,我们的数据表明,肺纤维化的变化都与特定的细菌或衰退的交替变化的多样性。gydF4y2Ba

北海道的研究显示,最常见(40%)死亡原因是AE,导致疾病进展迅速,死亡率为80% (gydF4y2Ba7gydF4y2Ba]。AE的原因,包括细菌是否参与,目前还不清楚,我们认为有必要证明微生物对AEs的影响。基于我们的检查在诊断,AE在未来的发生并不相关的细菌总数增加负担和多样性的丧失(附加文件gydF4y2Ba1gydF4y2Ba:图S1)。然而,由于这项研究强调了微生物的影响的可能性AEs (gydF4y2Ba21gydF4y2Ba,gydF4y2Ba22gydF4y2Ba,gydF4y2Ba23gydF4y2Ba),我们打算阐明这些发现在我们的下一个大的前瞻性研究。此外,我们认为,必须研究致病细菌在纤维化小鼠模型在未来。gydF4y2Ba

host-microbial关系的失衡是导致炎症和免疫的IPF肺(gydF4y2Ba24gydF4y2Ba]。众所周知,肺collectins,表面活性剂蛋白A和D,在肺泡空间和一个重要的角色是有用的生物标志物在IPF (gydF4y2Ba25gydF4y2Ba]。在这项研究中,血清SP-D与微生物密切相关的特征,包括多样性、厚壁菌门的相对丰度,变形菌门,Veillonellaceae。然而,血清SP-A相关差与肺部微生物与BALF SP-A(附加文件gydF4y2Ba1gydF4y2Ba:图S3)。我们之前的研究报道,SP-D血清水平可能反映病变的IPF肺比SP-A[更果断gydF4y2Ba26gydF4y2Ba]。因为之间的相关性BALF SP-A Veillonellaceae是正数,SP-A生产从肺泡II型细胞被认为是增加了炎症刺激伴随增加的细菌。综上所述,血清SP-A,可能与BALF SP-A,没有与微生物有关,因为SP-A仍然在肺泡表面活性剂脂质结合空间。另一方面,SP-D反映微生物的变化,如多样性,因为SP-D容易泄漏到血液中。如上所述,因为肺collectins肺环境中一个重要的角色,我们计划阐明肺部微生物和collectins之间的关系在未来的研究。gydF4y2Ba

这项研究有一些局限性。所有的参与者在这个研究满足IPF的诊断标准;然而,由于没有执行外科肺活检术在诊断时,包括其他类似纤维化疾病的可能性不能被排除。此外,参与者的数量(gydF4y2BangydF4y2Ba= 34)小评价微生物和IPF发病机制之间的关系,因为有很多IPF参与者之间的混杂因素。出于这个原因,考试用老鼠进行了证明人类标本的结果通过避免混杂因素的影响,尽管IPF的病因有所不同。老鼠研究无法证明或否定人类研究,因为他们截然不同的自然和环境;它可以为人类研究提供凭证,但不能证明这一点。此外,健康对照组的包容会是理想的,但是没有健康对照组。未来的研究使用更多的主题和适当的控制是需要进一步调查IPF的微生物的作用。此外,气性变化的存在与否和纤维化的程度或位置并没有被认为是在这个研究。可能是微生物可能会改变根据年级的纤维化和蜂窝状改变。之前的研究表明,一些患者呼吸道历史比健康志愿者(有不同的微生物gydF4y2Ba27gydF4y2Ba]。此外,抗生素,抗酸药,吸入型皮质类固醇激素和营养的食物,这可能会导致微生物的变化,应考虑。因为可能的抗酸药或吸入型皮质类固醇激素的影响微生物不能否认在这个研究。从技术上讲,BAL小心地执行,以防止污染上呼吸道,因为航空公司的抽样支气管镜支气管镜检查取决于插入到嘴。它仍然是可能从上呼吸道出现污染;然而,以前的报告表明,污染与口腔微生物群从使用典型的支气管镜检查技术是有限的gydF4y2Ba28gydF4y2Ba]。gydF4y2Ba

结论gydF4y2Ba

总之,本研究确定了特定类群的相对多度之间的关系在BALF和临床发现,如FVC、6随钻测量,血清SP-D。先前的报道表明,微生物与IPF进展有关。我们的数据表明,肺微生物的多样性可能是IPF发病机理的预后因子。Bleomycin-induced肺纤维化小鼠显示微生物之间的关系和纤维化改变,也支持在人类样本的结果。进一步研究肺的微生物可能为其提供新的见解对IPF发病机制的贡献和帮助确定新的生物标志物。gydF4y2Ba

缩写gydF4y2Ba

% DLco:gydF4y2Ba

预测DL百分比gydF4y2Ba有限公司gydF4y2Ba

%残:gydF4y2Ba

比例的预测残gydF4y2Ba

% FVC:gydF4y2Ba

预测FVC百分比gydF4y2Ba

6随钻测量:gydF4y2Ba

6分钟步行距离gydF4y2Ba

AE:gydF4y2Ba

急性加重gydF4y2Ba

拜尔港:gydF4y2Ba

支气管肺泡灌洗gydF4y2Ba

BALF:gydF4y2Ba

支气管肺泡灌洗液gydF4y2Ba

DLco:gydF4y2Ba

肺一氧化碳的扩散能力gydF4y2Ba

残:gydF4y2Ba

第一秒钟用力呼气量gydF4y2Ba

FVC:gydF4y2Ba

用力肺活量gydF4y2Ba

HRCT:gydF4y2Ba

高分辨率计算机断层扫描gydF4y2Ba

IPF:gydF4y2Ba

特发性肺纤维化gydF4y2Ba

OTU:gydF4y2Ba

操作的分类单位gydF4y2Ba

击球时:gydF4y2Ba

肺功能测试gydF4y2Ba

SP-A和D:gydF4y2Ba

表面活性剂蛋白A和DgydF4y2Ba

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a . s . a和k . k .发达的概念和美国进行了实验,分析和解释数据,并写了手稿。y . t .执行纠正临床数据库创建的样本。y s进行序列分析。h . C。,K. I., T. K, S. A., M. T. and H. T. assisted with data analysis and interpretation and supervised the statistical analysis. All authors read and approved the final manuscript.

相应的作者gydF4y2Ba

对应到gydF4y2Ba斋藤宏gydF4y2Ba或gydF4y2BaKoji KuronumagydF4y2Ba。gydF4y2Ba

道德声明gydF4y2Ba

伦理批准和同意参与gydF4y2Ba

这项研究是札幌医科大学医院的伦理委员会批准(批准文号,292 - 35)。显示所有实验用老鼠进行的规定札幌医科大学动物保健和使用委员会。gydF4y2Ba

同意出版gydF4y2Ba

不适用。gydF4y2Ba

相互竞争的利益gydF4y2Ba

作者宣称没有利益冲突。gydF4y2Ba

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施普林格自然保持中立在发表关于司法主权地图和所属机构。gydF4y2Ba

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多样性受损的肺Microbione预测特发性肺纤维化的进展。gydF4y2Ba表S1gydF4y2Ba。DNA测序数据的概述。gydF4y2Ba图S1gydF4y2Ba。比较之间的总细菌基因AE和non-AE组。gydF4y2Ba图S2。gydF4y2Ba稀疏曲线计算,这意味着所有预期的辣子鸡obsreved。gydF4y2Ba图S3gydF4y2Ba。的浓度SP-A BALF中相关Veillonellaceae的相对丰度,但不是血清SP-A。gydF4y2Ba图S4gydF4y2Ba。的相对丰度与6随钻测量家庭链球菌科也相关。gydF4y2Ba图S5gydF4y2Ba。组织病理学评价和矿山细胞计数与bleomycin-induced小鼠肺纤维化。(PDF 7772 kb)gydF4y2Ba

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高桥,Y。斋藤,。千叶,H。gydF4y2Baet al。gydF4y2Ba受损的肺部微生物的多样性预测特发性肺纤维化的进展。gydF4y2Ba和物gydF4y2Ba19日,gydF4y2Ba34 (2018)。https://doi.org/10.1186/s12931 - 018 - 0736 - 9gydF4y2Ba

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