近日，廈門大學附屬第一醫(yī)院臨床營養(yǎng)科劉少杰博士、呼吸與危重癥醫(yī)學科林益華主任聯(lián)合復旦大學公共衛(wèi)生學院董瑞華副教授在環(huán)境科學與生態(tài)學頂級期刊《Environment International》（中科院一區(qū)，IF=10.3）發(fā)表了題為“Microplastics exposed by respiratory tract and exacerbation of community-acquired pneumonia: The potential influences of respiratory microbiota and inflammatory factors”的最新研究成果。該項研究使用先進熱解氣相色譜串聯(lián)質(zhì)譜檢測方法證明了社區(qū)獲得性肺炎患者的痰液與肺泡灌洗液中均存在微塑料，經(jīng)呼吸道暴露微塑料與重癥社區(qū)獲得性肺炎的風險呈正相關，并可能伴隨著呼吸道微生物群的改變和炎癥因子的釋放。廈門大學附屬第一醫(yī)院臨床營養(yǎng)科劉少杰博士、安利（中國）研發(fā)中心鄭劍恒博士、廈門大學附屬第一醫(yī)院呼吸與危重癥醫(yī)學科蘭文斌副主任醫(yī)師為該論文的共同第一作者；復旦大學公共衛(wèi)生學院董瑞華副教授與廈門大學附屬第一醫(yī)院呼吸與危重癥醫(yī)學科林益華主任為該論文的共同通訊作者。廈門大學附屬第一醫(yī)院臨床營養(yǎng)科和呼吸與危重癥醫(yī)學科分別為該論文的第一單位及最后通訊單位。
社區(qū)獲得性肺炎（CAP）是指在醫(yī)院外由細菌、真菌或病毒等微生物感染引起的肺實質(zhì)急性炎癥，主要分為重癥社區(qū)獲得性肺炎（SCAP）和非重癥社區(qū)獲得性肺炎（NSCAP），其中SCAP是CAP患者死亡的主要原因。目前，越來越多的研究開始關注環(huán)境因素對CAP惡化的影響。一種新型環(huán)境污染物微塑料（MP）因其在海洋和陸地環(huán)境中的廣泛存在而引起了公眾的關注，人類可通過呼吸道直接吸入MP。據(jù)報道，MP經(jīng)呼吸道暴露與過敏性哮喘和動物肺損傷有關，并且MP暴露可能引起鼻腔或肺部菌群的變化或炎癥因子的釋放。鑒于肺部微生物群的失衡和炎癥因子的釋放可能在NSCAP向SCAP進展中起關鍵作用，本研究擬首次在成人中探討MP經(jīng)呼吸道暴露與CAP的關聯(lián)及呼吸道微生物群和炎癥介質(zhì)在其中的潛在作用。
本研究招募了在廈門大學第一附屬醫(yī)院呼吸與危重癥醫(yī)學科就醫(yī)的CAP患者，并根據(jù)成人社區(qū)獲得性肺炎嚴重程度評分分為SCAP組（n=24）和NSCAP組（n=26）。參與者報告基本信息、生活行為方式、以及接觸空氣傳播MPs的情況。為表征上、下呼吸道MPs的暴露，本研究同時收集了參與者的痰液樣本和肺泡灌洗液樣本，所有樣本使用熱裂解氣相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法檢測MPs；肺泡灌洗液樣本使用16S rRNA測序檢測微生物群；液體流式檢測技術檢測炎癥因子的表達水平。
對MP檢測發(fā)現(xiàn)：幾乎可以在所有樣本中檢出MP，其中聚氯乙烯（PVC）在痰液樣本和肺泡灌洗液樣本中的檢出率最高，而聚乙烯（PE）在痰液樣本和肺泡灌洗液樣本中的檢出濃度最高。痰液樣本每干重總微塑料（TMP）的平均濃度高于肺泡灌洗液樣本。根據(jù)患者日常行為習慣進行分層分析發(fā)現(xiàn)：與很少或從不做家務的研究對象相比，經(jīng)常做家務的研究對象痰液樣本中顯示出更高PE的暴露。與不做家務的研究對象相比，花在家務上超過1小時的研究對象在肺泡灌洗液樣本中顯示出更高PE和PVC的暴露（圖1）。
圖1. 微塑料經(jīng)呼吸道暴露和社區(qū)獲得性肺炎惡化的關系研究
對比痰液樣本和肺泡灌洗液樣本中NSCAP組和SCAP組之間 MP 濃度的差異，SCAP組各類MP的平均濃度均高于NSCAP組（表1）。多種模型顯示在痰液樣品中PVC和TMP的濃度越高，罹患SCAP的風險越高，而在肺泡灌洗液樣品中PE和TMP的濃度越高，罹患SCAP的風險越高。WQS模型的總體效應顯示MP暴露與SCAP風險之間存在顯著正相關。其中在痰液樣本中，PVC的權重最高；而在肺泡灌洗液中，PS的權重最高（圖2）。
表1. 比較痰液和肺泡灌洗液中NSCAP組和SCAP組MP濃度的差異
圖2. WQS回歸模型對痰液（A）和肺泡灌洗液（B）樣品中各類MP的總體影響權重
對呼吸道微生物群的檢測發(fā)現(xiàn)：在門水平上，NSCAP組的微生物群主要由變形菌、厚壁菌和擬桿菌組成，SCAP組主要由變形菌、厚壁菌和放線桿菌。此外，MP暴露與呼吸道微生物群α 多樣性指數(shù)Chao1指數(shù)和Observed_species指數(shù)呈負相關，并顯著增加分枝桿菌、支原體、嗜血桿菌等菌群的豐度（表2）。對肺泡灌洗液中炎癥因子的檢測發(fā)現(xiàn)：除IFN-γ、TNF-α、IL-13和IL-12p70外，SCAP組其他炎癥因子的中位數(shù)濃度均高于NSCAP組，相關性分析發(fā)現(xiàn)MP濃度與IFN-γ、IL-2、IL-4和IL-12p70的水平呈顯著正相關（圖3）。
表2. 肺泡灌洗液中MP濃度與α多樣性指數(shù)的相關性分析
圖3. 肺泡灌洗液中MP濃度與炎癥因子的相關性熱圖
綜上，本研究發(fā)現(xiàn)CAP患者的痰液與肺泡灌洗液樣本中均可檢出多種MP，并發(fā)現(xiàn)了做家務頻率和時長等可能是影響呼吸道暴露MP水平的潛在日常行為，強調(diào)了未來需關注室內(nèi)空氣對經(jīng)呼吸道暴露MP的貢獻。此外，MP暴露與SCAP的患病風險存在顯著正相關，這可能受到呼吸道微生物群的改變和炎癥因子釋放的影響。建議CAP患者應減少經(jīng)呼吸道暴露MPs，在臨床實踐中以防止CAP的惡化進展。
該研究得到了廈門市衛(wèi)生健康委中青年骨干課題（2024GZL-GG50）、廈門大學附屬第一醫(yī)院（XYJ2023003）、廈門市醫(yī)療衛(wèi)生重點項目（3502Z20234010）的資助。
主要作者介紹
通訊作者：
林益華，醫(yī)學博士，主任醫(yī)師，碩士生導師，副教授。現(xiàn)為廈門大學附屬第一醫(yī)院呼吸與危重癥醫(yī)學科主任。學術兼職：中國老年醫(yī)學學會呼吸病學分會第二屆委員會委員，福建省醫(yī)師協(xié)會呼吸內(nèi)科醫(yī)師分會副會長，福建省海峽醫(yī)藥衛(wèi)生交流協(xié)會呼吸病學分會副會長，福建省醫(yī)學會呼吸病學分會常委。主要研究方向：重癥肺炎相關膿毒癥以及慢性氣道疾病的微環(huán)境。曾獲廈門市科技進步一等獎以及廈門市組織部記功。
第一作者：
劉少杰，醫(yī)學博士，副主任醫(yī)師，廈大公衛(wèi)專業(yè)行業(yè)導師。福建省高層次人才、廈門市高層次人才、福建省醫(yī)療類引進生。學術兼職為中國健康教育協(xié)會肥胖防治分會委員，廈門市預防醫(yī)學會營養(yǎng)與健康專委會委員。近5年以第一作者或通訊作者發(fā)表SCI論文18篇，包括10分以上中科院一區(qū)Environment International、Environmental Science & Technology等。擔任中科院二區(qū)SCI期刊BMC Public Health、Frontiers in Nutrition編委，并作為Environmental Research、Nutrition Journal等20余家SCI期刊審稿人。研究方向為微塑料、三聚氰胺等食品污染物與疾病的關聯(lián)和風險評估，以及肺部疾病、糖尿病腎病等營養(yǎng)相關疾病的防治與病因研究。曾榮獲全國營養(yǎng)師技能大賽二等獎、廈門大學附屬第一醫(yī)院十佳醫(yī)生等榮譽。
共同第一作者：
蘭文斌，副主任醫(yī)師，醫(yī)學碩士，畢業(yè)于福建醫(yī)科大學，7年制臨床醫(yī)學專業(yè)（呼吸內(nèi)科方向）。從事呼吸內(nèi)科臨床工作12年，參與國家藥物臨床試驗項目（GCP）5項，發(fā)表國內(nèi)核心期刊論文10篇。學術兼職為福建省海峽醫(yī)藥衛(wèi)生交流協(xié)會臨床腫瘤分會小細胞學組理事。
