8+！免疫反应在肺炎支原体肺炎中发挥作用~

导语

肺炎支原体（MP）是儿童社区获得性肺炎的主要病原体。然而，肺炎支原体肺炎（MPP）进展的具体发病机制尚不清楚。目的是揭示 MPP 中的微生物群景观和宿主免疫反应。

背景介绍

今天小编为大家带来的这篇文章，作者揭示了 MPP 中的微生物群景观和宿主免疫反应。文章发表在《Frontiers in Immunology》上，影响因为为：8.786，文章题目为：Immune response plays a role in Mycoplasma pneumoniae pneumonia。

数据介绍

本对照研究分析了2021年1月至12月41名MPP患儿重度侧（SD）和对侧（OD）支气管肺泡灌洗液（BALF）的微生物组和转录组。   本研究技术路线如图所示。  

结果解析

01、SD组和OD组的MP负荷和肺微生物组无统计学差异  

本研究在SD和OD上评价了属和种水平上肺部微生物组成的差异。

具体流程如图1A所示。结果发现SD和OD之间的MP负载差异没有统计学意义。属水平上，MPP患者肺微生物以支原体为主，其次是链球菌和普雷沃氏菌(图1B)。两组间前10位微生物的相对丰度无显著差异(图1C)。在种水平上，肺炎支原体在MPP患儿肺微生物中占优势(图1D)。SD组和OD组之间肺炎病毒的分布无统计学差异(图1E)。SD组和OD组之间DNA病毒和RNA病毒的分布也无统计学差异(图1F)。此外，SD组的MP读数与反映MPP严重程度的大多数临床指标，如住院天数、中性粒细胞百分比、ALT和LDH之间没有显著相关性(图1G)。

为了进一步量化微生物组的差异，本研究比较了 MPP 患者 SD 和 OD 上肺部微生物的α-多样性和 β-多样性。

两组之间的α-多样性（例如Chao1、ACE、Shannon和Simpson指数）和β-多样性（例如Bray-Curtis和加权UniFrac距离）没有统计学上的显著差异（图1H-J）。

图 1

02、中性粒细胞激活在MPP的SD中更显著

为了更好地了解不同严重程度的MPP病变的宿主转录水平，本研究比较了MPP患者SD组和OD组之间的基因表达量。

具体流程如图2A所示。总共鉴定出 307 个差异表达基因 (DEG)，其中包含104 个上调基因（图 2B）。根据ImmPortDB数据库对样本中255个免疫相关基因的表达进行分析，进一步发现SD组和OD组之间总共有47个免疫-DEG。大多数趋化因子及其受体、TNF 受体超家族、G-CSF 受体和其他基因的表达在 SD 组中较高（图 2C ）。

首先，DEG在细胞趋化性，特别是白细胞趋化性方面显著富集，其中SD组中上调的DEG在中性粒细胞脱粒、参与免疫反应的中性粒细胞激活和白细胞趋化性方面显著富集（图2D）。SD 组中性粒细胞活化和中性粒细胞趋化性的基因集评分显著较高（图 2E）。此外，KEGG富集分析显示，SD组DEG在细胞因子-细胞因子受体相互作用、IL-17信号通路、NF-κB信号通路、TNF信号通路等方面的表达显著上调（图2F）。因此，MPP的加重可能与中性粒细胞介导的免疫反应有关，其中IL-17、NF-κB和TNF可能在中性粒细胞的募集和激活中发挥作用，导致过度的免疫损伤。

图 2

为进一步探讨宿主免疫反应中特异性免疫细胞对MPP恶化的影响，采用CIBERSORT发现SD组与OD组单核细胞和中性粒细胞存在显著差异，其中SD组中性粒细胞的比例较高（图2G）。中性粒细胞、巨噬细胞和 CD4+ T 细胞在肺免疫细胞中占主导地位（图 2H）。这进一步证实了上述推测的重症MPP进展的可能原因。中性粒细胞趋化和活化在 MPP 的 SD 中更为显著。

03、宿主转录特征可能判断MPP的严重程度

本研究建立了基于宿主转录特征的模型来评估病变较严重的MPP患者。

平均下降准确度越大，表明DEG对于区分SD组和OD组越重要（图3A），这对于判断MPP的加重程度也越重要。由27个DEG组成的模型的受试者工作特征（ROC）分析显示曲线下面积（AUC）为0.88（图3B）。 除 S100A7外，SD组中的MP读数与大多数上调和下调的前10个DEG之间没有相关性。 SD 组中的 MP 读数与 S100A7 呈正相关 （图 3C）。

图 3

04、严重MPP中中性粒细胞的激活更为显著  

为了具体探讨中性粒细胞在MPP中的独特作用，本研究从轻度MPP、重度MPP和健康儿童的外周血中提取纯化的中性粒细胞进行转录组测序。

具体流程如图4A所示。三组之间的DEG如图4B所示。本研究还发现，轻度MPP组和正常组之间以及重度MPP组和正常组之间上调的DEG均在参与免疫反应和中性粒细胞脱颗粒的中性粒细胞激活中显著富集（图4D-F）。此外，重度 MPP 组中性粒细胞激活的基因集得分较高（图 4G-I）。

KEGG富集分析显示，轻度MPP组与正常组之间以及重度MPP组与正常组之间上调的DEG均在NOD样受体信号通路和中性粒细胞胞外陷阱形成方面显著富集（图4J，K）。三组中NOD样受体信号通路上调最显著的基因是NOD2（图4C）。然而，重度MPP组和轻度MPP组之间上调的DEG富集于IL-17信号通路、NFkappa B信号通路和TNF信号通路，这与上述41名儿童的自我对照研究结果相似（图 4L）。因此，中性粒细胞介导的免疫反应可能在 MPP 的发病机制中发挥重要作用。

图 4

总结

本研究发现MP负荷的变化可能与MPP的恶化无关。此外，SD组的MP读数与反映MPP严重程度或免疫相关基因激活的临床指标没有显著相关性。对 MPP 儿童和健康儿童外周血中性粒细胞的转录组测序进一步证实了免疫结果，强调了中性粒细胞在 MPP 中的作用。KEGG富集分析发现MPP组与正常组之间上调的DEG在NOD样受体信号通路和中性粒细胞胞外陷阱形成方面显著富集。综上所述，MPP的恶化与免疫反应有关，这可能为MPP的治疗策略提供参考。本研究主要的缺陷在于所用的样本集仍然不够大，需要更多的数据来证明结果的普适性。 

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