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支气管肺发育不良(bronchopulmonary dysplasia，BPD)是早产儿最常见的慢性呼吸系统疾病之一，可导致远期肺和神经发育不良的结局。微生物组作为"人类第二基因组"，已成为人类研究许多疾病的发病机制、易感性和进展的对象。呼吸道中定植的细菌、真菌、病毒、支原体等全部微生物与其所在部位的宿主细胞及环境中影响两者相互作用的多种生物和非生物因素共同构成呼吸道微生物组，其在调节免疫系统的代谢平衡中起着关键作用[1]。多项研究显示BPD患儿的呼吸道菌群与健康新生儿相比有显著差异，甚至有可能在BPD发生之前，呼吸道菌群就已经发生了变化。现围绕BPD患儿呼吸道菌群的改变及两者之间的影响进行综述。
1 呼吸道菌群及BPD
BPD发展机制的一个潜在共同点是继发于长时间机械通气、高氧、感染等因素导致的肺部炎症[2]。近年来，关于呼吸道菌群对BPD影响的研究成为热点。二代测序技术(如高通量测序、宏基因组等)的应用对于呼吸道菌群的研究取得了实质性的进展，可以发现更多的低丰度细菌或未知的细菌，能够全面分析呼吸道菌群的多样性、丰度和构成，并发现呼吸道菌群在肺部疾病的炎症、代谢和免疫调节过程中发挥着重要作用[3,4]。虽然新生儿呼吸道菌群生物量低，但早在出生时就有明显的组学特征。早产儿从出生到诊断为BPD，呼吸道菌群发生了时间上的演变，细菌多样性整体下降，发展为葡萄球菌增加、乳酸杆菌丰度降低的菌群特点，这种菌群失调可能与BPD的易感性和严重程度密切相关[1]。
2 早产儿呼吸道菌群与BPD的相关性
早期人们认为健康的肺是无菌的，且呼吸道合格标本易受多种因素影响。2018年一项研究从羊水中成功培育出活菌，证明了胎儿的呼吸道在子宫内时可能通过胎盘或吞咽羊水获得最初的细菌定植[5]。可用Shannon指数代表菌群数量以及相对丰度分布，其增高代表该菌群丰富且分布相对均匀，而下降反映该菌群较少且可能由少数优势菌群所主导[6]。Dickson等[7]提出呼吸道菌群呈梯度变化，多样性和丰度也随着距离口咽部距离的升高而逐渐降低。
新生儿出生后呼吸道黏膜即存在大量菌群定植，早产儿和足月儿在出生后第1天呼吸道菌群均是以厚壁菌门和变形菌门占优势[8]。随着时间的推移，BPD患儿与健康足月儿相比，其菌群构成出现差异且多样性降低。从出生到诊断为BPD的早产儿呼吸道菌群表现出明显的时间上的失调变化，与日龄匹配的健康新生儿相比，BPD患儿呼吸道菌群以变形杆菌增加和厚壁菌、梭杆菌减少为特征。通过UniFrac距阵分析，BPD患儿与日龄匹配的新生儿呼吸道菌群之间的Shannon α-多样性和β-多样性存在差异[8,9]。Wagner等[10]从94例受试者(25例轻度BPD、30例中度BPD、39例重度BPD)第1天、第7天、第14天、第28天的气管插管痰液样本中抽取233份样本进行测序，发现大多数样本以葡萄球菌(68%)为主，最终发展为重度BPD的早产儿，随着年龄的增长表现出更明显的细菌群落更替，在出生早期葡萄球菌相对丰度降低。
3 与呼吸道菌群相关的影响BPD的主要因素
3.1 分娩方式
自然分娩新生儿的呼吸道菌群类似于母亲阴道菌群环境，通过剖宫产分娩的新生儿接近于母亲皮肤和环境中的菌群[11]。与经阴道分娩相比，剖宫产新生儿呼吸道菌群更容易向其他菌群谱转变，可增加呼吸系统感染的可能性[12]。
3.2 喂养方式
目前已有研究发现肠道菌群与儿童肺部疾病(包括哮喘和囊性纤维化)存在相关性[13,14]。一项比较母乳与配方奶的研究分析发现，母乳喂养的新生儿发生BPD的概率降低，母乳喂养新生儿和BPD不易感新生儿中的菌群组成重叠，尚需要更多证据将母乳与呼吸道菌群联系起来[15]。
3.3 宫内感染及抗生素的应用
BPD的特征是肺泡和毛细血管发育异常，炎症因子在BPD患儿肺部损伤中起着关键作用[16]。BPD与T细胞介导的适应性免疫应答受损有关，宫内感染可诱导促进炎性因子(IL-1β、IL-8、IL-10、干扰素γ等)的产生，激活炎性级联反应，导致肺部的损伤及异常修复，进而发展为BPD[17]。抗生素的应用可干扰正常人体微生态的发展，增加多重耐药细菌感染的风险，减少呼吸道菌群多样性，增加早产儿BPD的易感性，进而提高BPD患病率及疾病严重程度[18]。
4 呼吸道菌群对BPD的作用
4.1 免疫调节
呼吸道菌群通过产生模式识别受体(pattern recognition receptors，PRRs)诱导Treg细胞和Th17细胞的分化，维持菌群的免疫耐受和炎症感染之间的动态平衡[19]。新生儿出生后两周，肺部优势菌群由变形菌门和厚壁菌门逐渐向拟杆菌门转变，促进天然T细胞由Th2型免疫反应逐渐向Th1型免疫反应转变，从而增强抵抗能力[20]。而围生期是呼吸道免疫介质效应形成的重要时期。组织胚胎学证实呼吸道和肠道有着共同的胚胎起源和黏膜免疫系统，肠道菌群可通过调节免疫反应的信号通路、调节T细胞群活性、代谢短链脂肪酸等途径在远端进行全身免疫调节[21]。肠道菌群可通过"肠-肺轴"造成呼吸道菌群的失衡进而影响BPD的发生。
4.2 菌群代谢
呼吸道菌群改变影响BPD的机制尚不清楚，最近的研究集中在呼吸道疾病的菌群和代谢之间的联系[22]。来自鞘脂生物合成途径的脂质代谢产物，在几种呼吸系统疾病中具有不同程度的富集，出生时尿液代谢组学研究中发现BPD易感患儿与耐受患儿之间存在明显差异[22,23]。菌群引起的外泌体microRNA含量的变化也与BPD易感性增加有关[24]。
Lal等[25]发现与未发生BPD的早产儿相比，发生BPD的早产儿呼吸道菌群中变形杆菌增加和乳酸菌减少，其呼吸道代谢产物参与脂肪酸激活与雄激素和雌激素生物合成的代谢物增加。由此表明，在早产儿中，早期呼吸道菌群的演变可能会通过影响代谢，从而促进BPD的发展。
5 益生菌在BPD中的应用前景
益生菌作为对人体有益的活性微生物，可通过减少病原菌的定植和入侵，调节菌群稳定，增加局部免疫反应，在治疗和预防肠道疾病等方面有着显著的效果[26,27]。一项针对哮喘儿童应用益生菌的随机对照试验报告表明，与应用安慰剂相比，应用益生菌儿童的哮喘严重程度降低[28]。根据"肠-肺轴"的双向调节作用，通过发现BPD患儿呼吸道菌群的变化规律，可研究出针对BPD的特定的益生菌或抗菌疗法，成为一种新的预防或治疗方法。
综上所述，呼吸道菌群在BPD建立新的预防和治疗干预措施方面有着重要作用。但新生儿呼吸道菌群的研究尚处于起始阶段，仍有很多问题亟需解决：(1)呼吸道菌群的改变是BPD的原因还是结果？(2)是否能够量化BPD患儿菌群发展规律，预示BPD的发生和发展？(3)调节呼吸道菌群的重新定植或影响其代谢物是否可用于治疗BPD？以上研究将为BPD的诊断和治疗带来新的指导方法，最大程度减少BPD的发病率及降低其致残率，并为将来预防BPD的发生提供新的思路和理论基础。
利益冲突
所有作者均声明不存在利益冲突
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