【文献速递】人类呼吸道微生物组和抗生素耐药基因在健康人群中的传播

文章题目：Transmission of the human respiratory microbiome and antibiotic resistance genes in healthy populations

文章链接：https://doi.org/10.1186/s40168-025-02107-9

发表时间：2025-05-06

期刊：Microbiome

影响因子：13.8

研究背景

人类微生物组可在个体间传播，包括具有代谢和免疫调节作用的病原体和共生菌，这些微生物可能影响感染性及非感染性疾病的易感性、严重程度和结局。然而，关于呼吸道微生物组在人群中传播的研究有限。本研究中，对来自13个地区的1046名健康城市居民（包括111个至少有两名同住者的家庭）的口咽（OP）拭子进行了物种和菌株水平的宏基因组分析，旨在阐明呼吸道微生物组在家庭和社区内的传播动态。

技术路线

样本采集：收集武汉13个区域1046名健康人的咽拭子，包含111个家庭（289人），涵盖不同年龄、生活习惯群体。

测序与质控：宏基因组测序后去除人源DNA，评估覆盖度（中位数74.5%），保留244个高置信物种。

多维度分析：

​​物种与功能：Kraken2和HUMAnN2分析微生物组成及功能通路。

​​菌株传播：StrainPhlan比较同居者与非同居者的菌株遗传距离。

​​ARGs与移动元件：检测ARGs及其关联的质粒或移动遗传元件（MGEs），解析水平转移潜力。

统计建模：结合地理、环境、临床数据，通过dbRDA和机器学习揭示影响因素。

主要研究结果

地理与环境主导微生物组变异：

区域差异解释最大变异（9.55%），同一区域非亲属的微生物相似性高于跨区域个体。

空气污染物（PM₁₀、NO₂）与特定菌群丰度显著相关，如PM₁₀升高与牙周致病菌富集。

同居促进微生物共享：

配偶和兄弟姐妹的菌株共享率最高（16.7% vs.非同居0%），包括共生菌和机会致病菌（如肺炎链球菌）。

垂直传播（母婴）未观察到，提示传播主要通过密切接触（如共用餐具）。

ARGs跨物种传播风险：

检出444种ARGs，15%与MGEs（如Tn916转座子）或质粒相邻，侧翼序列高度保守，表明水平转移频繁。

β-内酰胺类ARGs流动性最强，31.2%与MGE相关，可能通过基因水平传播加剧耐药性扩散。

图1口咽微生物组的组成及其相关因素

图2共同居住者拥有相似的口咽微生物组

图3共同居住者之间的口咽微生物传播

图4口咽抗生素抗性基因的水平基因转移

结论与意义

本研究首次揭示健康人群咽部微生物组的传播模式及ARGs扩散机制：

​​公共健康策略：同居密切接触者（如家庭）是微生物和ARGs传播热点，需加强呼吸道病原监测。

​​环境干预：空气污染物影响微生物组成，改善空气质量或降低呼吸道疾病风险。

​​耐药防控：上呼吸道作为ARGs储存库，需警惕MGE介导的耐药基因跨种传播，指导抗生素合理使用。

启示：微生物组传播不仅塑造个体健康，更关乎群体疾病防控。未来需结合环境宏基因组，量化微生物“人际-环境”传播网络，为精准干预提供依据。

参考文献

Ren, L., Yang, J., Xiao, Y.et al.Transmission of the human respiratory microbiome and antibiotic resistance genes in healthy populations.Microbiome13, 115 (2025). https://doi.org/10.1186/s40168-025-02107-9