2023年5月18日，我院生态科学研究所王璋课题组，联合广州医科大学附属第一医院-广州呼吸健康研究院，英国帝国理工学院等多家国内外研究机构，在Cell Host & Microbe（IF2021= 31.315）杂志发表了题为呼吸道菌群紊乱加速慢阻肺的肺功能下降（Airway dysbiosis accelerates lung function decline in chronic obstructive pulmonary disease）的研究论文，研究发现呼吸道菌群紊乱及呼吸道条件致病菌的慢性定植通过其代谢产物加速慢阻肺的肺功能下降的分子机制，并探索了潜在的临床转化价值。
慢性阻塞性肺疾病（简称慢阻肺、COPD）是全球及我国重大呼吸慢病，病死率居高不下。肺功能快速下降是导致慢阻肺患者疾病进展及死亡的重要原因，慢阻肺患者存在呼吸道菌群紊乱，但其是否参与肺功能快速下降及其机制尚不清楚。
该研究基于英国（COPDMAP和AERIS）与中国广州的多个慢阻肺队列，发现慢阻肺患者基线下呼吸道菌群紊乱与随访2年的肺功能快速下降显著相关。菌群紊乱主要表现为呼吸道多种条件致病菌的慢性定植，其同时与急性加重及随访期间肺功能突然下降等导致疾病进展的临床事件显著相关。通过基于宏基因组、代谢组、宿主转录组的多组学分析，发现“呼吸道金黄色葡萄球菌（简称金葡菌）-同型半胱氨酸-宿主AKT1、S100A8”的多组学关联与肺功能下降速率显著正相关。
通过小鼠模型实验，发现金葡菌定植的肺气肿小鼠的具有肺功能下降、肺组织损伤及中性粒细胞浸润等表型，且肺部同型半胱氨酸水平显著升高。同时，同型半胱氨酸通过诱导AKT1磷酸化，促进中性粒细胞从凋亡向NETosis的转变，表现为中性粒细胞胞外诱捕网的形成、S100A8/A9和其下游炎症介质的表达。以上研究共同提示，金葡菌定植通过合成同型半胱氨酸激活宿主AKT1-S100A8/A9轴促进中性粒细胞增殖导致肺功能下降。为进一步探究该发现的转化价值，研究团队分离得到一株金葡菌噬菌体LJT-1，通过对金葡菌定植的肺气肿小鼠进行噬菌体气道干预，发现其能够有效减轻金葡菌的定植，减缓小鼠肺功能下降和减轻肺组织损伤。
本研究得到了广州医科大学附属第一医院-广州呼吸健康研究院钟南山院士（资深作者）、深圳市人民医院-深圳呼吸疾病研究所陈荣昌教授及团队的指导。华南师范大学生命科学学院生态科学研究所为论文的第一完成单位和通讯单位。华南师范大学梁伟杰（2020级硕士研究生）、广州医科大学杨宇琼、南方医科大学龚神海、华南师范大学魏明远（2020级硕士研究生）、深圳先进技术研究院马迎飞为本文的共同第一作者，华南师范大学王璋为本文的通讯作者。本研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金面上项目、以及广东省医学科学基金项目的支持。
论文原文链接：https://doi.org/10.1016/j.chom.2023.04.018
