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临床试验
． 2011年2月22日;6(2):e16384。
doi: 10.1371 / journal.pone.0016384。

“健康”吸烟者和慢性阻塞性肺病患者肺微生物组的分析

约翰R动词向下1， 黛博拉·L·汤普森， 韩美兰， 克里斯汀·M·弗里曼， 丽莎麦克洛斯基， 林赛·A·施密特， 文森特·B·杨， Galen B Toews， 杰弗里·L·柯蒂斯， Baskaran他， 费尔南多·马丁内斯， 加里·赫夫纳格尔
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临床试验

“健康”吸烟者和慢性阻塞性肺病患者肺微生物组的分析

约翰R动词向下et al。 《公共科学图书馆•综合》． ．
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摘要

尽管非培养技术已经表明肺不是无菌的，但对慢性阻塞性肺疾病(COPD)的肺微生物群知之甚少。我们利用16S扩增子的焦磷酸测序，通过两种方式分析肺微生物组:第一，使用支气管肺泡灌洗(BAL)对远端支气管和空气间隙进行取样;第二，通过检查六个在移植时被移除的受试者肺部的多个离散组织部位。我们对3名肺量正常的从不吸烟者(NS)、7名肺量正常的吸烟者(“健康吸烟者”，HS)和4名COPD患者(CS)进行BAL试验。在所有受试者中均发现细菌16s序列，组间无显著数量差异。基于分类学和不依赖分类学的方法都揭示了HS受试者之间细菌群落的异质性，这与健康NS和两名轻度COPD患者相似。中度和重度COPD患者的社区多样性非常有限，28%的健康受试者也注意到这一点。两种方法都揭示了三个研究组的细菌群落之间广泛的成员重叠。没有属在一个群体内是共同的，但在群体间是独特的。我们的数据表明存在一个核心的肺细菌微生物组，包括假单胞菌，链球菌，普雷沃氏菌，梭杆菌，嗜血杆菌，细孔菌和卟啉单胞菌。 Most strikingly, there were significant micro-anatomic differences in bacterial communities within the same lung of subjects with advanced COPD. These studies are further demonstration of the pulmonary microbiome and highlight global and micro-anatomic changes in these bacterial communities in severe COPD patients.

利益冲突声明

利益冲突:作者宣称不存在竞争利益。

数据

图1
图1所示。BAL样品的16S qPCR。
采用qPCR检测每ml BAL液中细菌16S的拷贝数(如方法和材料所述)。样本分为三组:健康吸烟者(HS)、COPD受试者(CS)和从不吸烟者(NS);单个样品沿x轴显示(Mean±SEM)。样品一式两份，稀释倍数为10倍。
图2
图2。BAL中细菌群落的分类学分类。
采用454焦磷酸测序法对细菌16S基因的V1-V3区进行测序，并用RDP分类器对其进行分类。a .在一个给定对象中存在的16S扩增子的门级分类。B.这些扩增子的属水平分类。每个饼状图底部的数字表示可以在表3中找到的生物体。
图3
图3。主题bal细菌群落成员重叠的鉴定。
每个受试者的BAL中存在的每个属的相对丰度与x轴上对应于表3中排名的数字一起绘制。研究对象沿z轴显示，相对丰度(以百分比表示)沿y轴显示。的属假单胞菌，链球菌，普氏菌，梭菌属，细孔菌和卟啉单胞菌由于这些生物在所有研究对象中占主导地位而突出显示。
图4
图4。个体肺气道中存在的细菌群落。
A.严重慢性阻塞性肺病患者整个肺叶的细菌群落特征。从受试者cs# 5的右肺、受试者cs# 6的右肺和受试者cs# 6的左肺采集的样本的总聚集属水平读数以每个肺为基础进行分析，并与受试者cs# 4的BAL进行比较(复制自图2)。B.从肺外植体(受试者cs# 5的右肺;双肺，受试者cs# 6)在择期移植时。从灰色肺示意图上箭头所示的肺区域采集样本。饼状图描述了16S序列的属级分类，CT图像显示在获得样本的邻近气道中没有支气管扩张。下面的肺示意图提供了九种最丰富的生物体的关键。每条呼吸道的完整群落分布见表S1。
图5
图5。慢性阻塞性肺病肺移植体中的细菌分布。
在4个肺外植体的5个肺叶的气道中进行了细菌群落的鉴定。在选择性移植时，在整个肺移植体中采集了多个样本(4-8)。柱状图描述了所鉴定的16S序列的属水平分类。
图6
图6。各站点细菌群落聚类分析。
A.基于bry - curtis距离的最近邻连接树和B.主成分双图分析肺外植体多个解剖部位标准化细菌群落。
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