我国专家在新冠病毒感染微生态学研究中获新进展

时间:2022-07-25 11:29来源:医师报 作者:衣晓峰 李慧

由中华预防医学会微生态学全国口腔微生态学组组长、黑龙江省口腔微生态创新技术中心主任马晟利教授团队完成的一项《口鼻咽腔常驻菌群变化与新冠病毒感染定植的相关性研究》,日前顺利通过黑龙江省科技厅组织的项目验收。专家评审组认为,此项成果基于微生态原理,建立了口鼻咽腔常驻菌群、代谢产物的检测分析技术平台,揭示了口鼻咽腔常驻菌群和代谢产物变化与新冠病毒感染之间的奥秘;同时完善了微流控技术,优化了实验室流程,并成功研创了国内外首个便携式快速新冠病毒核酸检测仪,为新冠病毒感染的防控战略做出了有益探索。




2019年末,突然来袭的新型冠状病毒肺炎,已逐步演变为持续性的全球性流行病,大众健康乃至生命受到严重威胁。众多国内外学者及学术团队纷纷投入抗击新冠病毒肺炎的基础及临床研究。2020年1月末,黑龙江省科技厅划拨专项基金,启动了新冠疫情应急防治诊疗技术科研攻关,包括马晟利教授团队申报在内的6项课题成功中标并迅速启动。


此次新冠疫情,人体口鼻咽腔是病毒入侵的主要方式之一。微生态学研究表明,口腔微生态处于失衡状态下,口腔黏膜的防御系统极易被攻破,人体的各个系统都将遭到侵袭。现阶段,国内外关于病毒感染与人体微生态平衡的研究成果比较匮乏,同时对于新冠筛查的快速检测手段尚需改进和不断革新。




在这样的背景下,马晟利教授和她的团队先是开展了新冠病毒感染的微生态学研究。疫情爆发早期,团队成员在新冠定点医院收集新冠病人咽拭子样本,并在黑龙江省医院收集普通流感患者及健康人咽拭子样本作对照组。研究方案通过伦理审查,同时在“国家医学研究登记备案信息系统”登记备案。所有入组参与者均签署了知情同意书。


在两年半时间的艰苦攻关中,马教授团队首次揭示:新冠病毒感染改变了口咽部微生物群的组成,引起了局部微生物群的失调,可能导致口腔病原体“易位入肺”,诱发肺部合并感染;研究证实,新冠肺炎患者的口咽微生物组变化可作为肺微生物组失调或潜在病原体在肺内入侵的非侵入性生物标志物;课题组提供的关键证据表明,韦荣球菌属的几个成员,特别是小韦荣球菌在新冠患者的口咽中高度富集,并在肺泡灌洗液中有过多表达,这说明口腔是病原体的“天然储存库”,可在新冠病人的肺中酿成合并感染。由此证实,韦荣球菌属可能被确定为新冠肺炎组中最突出的生物标志物。这些结果有助于指导新冠肺炎继发性细菌感染的抗生素治疗。


在新冠肺炎组中,马晟利团队检测到所有26种抗药性耐药基因,且在危重患者中均十分丰富,揭示新冠病人口咽微生物群的改变和功能差异与新冠肺炎严重程度关系密切;在代谢组学研究中,成功阐明了新冠患者口腔微环境代谢产物的变化和特征;同时,团队共获得65个新冠肺炎病人与健康者显著差异的代谢物。另外,新冠肺炎患者与健康组之间氨基酸代谢变化显著,尤其是酪氨酸和谷氨酸相关代谢的改变。以上结果提示,口腔微生态平衡的自我维护与建立,可能有助于降低疾病的严重程度,这为新冠病毒感染的防控提供了预防措施和指导意见。上述研究成果于去年刊发在《自然》杂志子刊(影响因子为18.187)。


马教授团队在深入开展新冠病毒感染的微生态学研究的同时,还承担了黑龙江省医院新常态下核酸检测与风险防控闭环式系统建设工作,组建核酸检测团队,在省内率先设置并优化医院内P2核酸检测实验室各环节流程,把科研成果与具体实践相结合,根据研究结果及微生态学原理,搭建了口咽部微液滴微流控快速检测平台,助推核酸检测的“端口前移”和社区筛查;并发现和总结了核酸检测的难点及建设性意见。


与此同时,马晟利团队本着“把实验室拎在手里”的设计理念,成功研制出了国内外首个“便携式快速新冠病毒核酸检测仪”。其技术特点和创新性主要表现为:设计思路创新,将P2级别以上的实验室转化到便携式仪器中;自动化创新,将三级防护下的人工操作流程转化到自动化仪器中;生物安全创新,仪器同时包括全流程生物安全设计;检测方法创新,构建便携微流控芯片的全流程微滴数字PCR系统,全面兼容金标准检测试剂;防扩增污染创新,检测全程实现了液滴和芯片的双重隔离。


在此基础上,马教授团队与哈尔滨工业大学专家联手攻关,积极开展医工交叉合作,目前已完成1套样机系统的研制,外观大小相当于家用微波炉;同时申请国家专利8项,其中5项发明专利被受理,3项实用新型专利已授权;并在由北京市科学技术委员会等组织的“未来之星”生物医药创新成果转化项目大赛中入围决赛,具有良好的转化前景。



责任编辑:阮文
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