وفي دراسة حديثة نشرت في مجلة Cell، قام فريق من الباحثين في هولندا بتحليل عينات من البلعوم الأنفي والبلعوم الفموي واللعاب عبر مختلف الفئات العمرية، وقاموا بتحليل التركيب الميكروبي لهذه العينات لتحديد العلاقة بين ميكروبات الجهاز التنفسي العلوي وصحة المضيف والعوامل البيئية.
دراسة: العوامل المضيفة والبيئية تؤثر على ميكروبات مجرى الهواء العلوي وصحة الجهاز التنفسي طوال عمر الإنسان. حقوق الصورة: Kateryna Kon / Shutterstock
خلفية
لقد أثبتت مجموعة كبيرة من الأدلة الآن أن المجتمعات الميكروبية داخل جسم الإنسان تلعب دورًا حيويًا في صحة الإنسان ومرضه. ومع ذلك، فقد ركز جزء كبير من الأبحاث حول دور ميكروبات الأمعاء في الصحة على ميكروبيوم الأمعاء. وقد أظهرت الدراسات أن ميكروبيوم الجهاز التنفسي العلوي يرتبط ارتباطًا وثيقًا بصحة الجهاز التنفسي ويلعب دورًا مهمًا في تحديد قابلية الإصابة بعدوى الجهاز التنفسي.
تؤثر ميكروبات الجهاز التنفسي العلوي أيضًا على قابلية الإصابة بأمراض الجهاز التنفسي المزمنة، بما في ذلك مرض الانسداد الرئوي المزمن والربو وأمراض القلب والأوعية الدموية. توفر البيئات المتنوعة داخل الجهاز التنفسي مجموعة متنوعة من المنافذ البيئية للمجتمعات الميكروبية، والتي تعمل بدورها كحاجز ضد مسببات الأمراض وتتفاعل مع الجهاز المناعي في الأغشية المخاطية لحماية الجهاز التنفسي.
حول الدراسة
في الدراسة الحالية، قام الباحثون بتحليل تكوين وتنوع الميكروبيوم من عينات البلعوم الأنفي والبلعوم الفموي واللعاب من عينة مقطعية من السكان الهولنديين لتوصيف التغيرات في ميكروبيوم الجهاز التنفسي العلوي عبر العمر ودراسة ارتباطاته مع المضيف والبيئة.
تم جمع عينات اللعاب والبلعوم الأنفي، التي تمثل المنطقة الفموية للجهاز التنفسي العلوي، من الأطفال الذين تقل أعمارهم عن 10 سنوات وأكبر، على التوالي، في حين تم الحصول على عينات البلعوم الأنفي من جميع المشاركين في الدراسة. وتأكد الباحثون من أن عينة الدراسة تمثل السكان الهولنديين بشكل حقيقي وتغطي بشكل كافٍ المجتمعات التي تقيم في المناطق التي كانت فيها تغطية اللقاح متفرقة.
تم توزيع الاستبيانات لجمع البيانات الاجتماعية والديموغرافية والمعلومات حول حالة المرض وتغطية اللقاح والنظام الغذائي والسلوك. تم استخراج حمض الديوكسي ريبونوكلييك (DNA) من جميع العينات ومعالجته باستخدام تفاعل البوليميراز المتسلسل (PCR) لتضخيم المنطقة شديدة التغير 4 من جين حمض الريبوسوم النووي الريبي (rRNA) 16S.
بالإضافة إلى ذلك، تم استخدام تفاعل البوليميراز المتسلسل الكمي لتحديد الحمل البكتيري في العينات. وتم استخدام خط أنابيب المعلوماتية الحيوية لاستنتاج متغيرات تسلسل الأمبليكون وتعيين التصنيف. وعلاوة على ذلك، تم إجراء تفاعل البوليميراز المتسلسل الكمي أحادي المجموعة للكشف عن وجود العقدية الرئوية. استخدمت هذه العملية بادئات تستهدف ناقل البروتين الدهني لإنزيم أدينوسين ثلاثي فوسفات سينثاز (ABC) الناقل للحديد بالمكورات الرئوية والتحلل الذاتي للمكورات الرئوية.
تم إجراء تحليل إحداثيات رئيسي لتقييم التباين الكلي في تكوين المجتمع الميكروبي عبر فترة عمرية معينة وملاحظة الاختلافات في المجتمع الميكروبي بين منافذ الجهاز التنفسي العلوي. كما قام الباحثون بحساب التنوع ألفا، وهو التنوع الميكروبي داخل منافذ الفم والبلعوم الأنفي.
وتضمنت الدراسة أيضًا تجميعًا هرميًا كاملاً لربط الهياكل المجتمعية داخل منافذ الفم والبلعوم الأنفي. بالإضافة إلى ذلك، فحص الباحثون العلاقة بين الاختلافات في ميكروبيوم الجهاز التنفسي العلوي والخصائص البيئية مثل موسم أخذ العينات والعوامل الاجتماعية والاقتصادية وأسلوب الحياة واستخدام المضادات الحيوية والنظام الغذائي وتكوين الأسرة والاتصال بالحيوانات والأطفال وكبار السن أو المرضى أثناء العمل.
نتائج
توصلت الدراسة إلى أن تكوين الميكروبيوم في الجهاز التنفسي العلوي، وخاصة في تجويف البلعوم الأنفي، كان مرتبطًا ارتباطًا وثيقًا بالعمر وخضع للنضج مع تقدم العمر. كما أظهرت ميكروبات الجهاز التنفسي العلوي أنماطًا مميزة داخل تجويفات مختلفة.
الميكروبيوم في البلعوم الأنفي كان لدى الأفراد الأصغر سنًا كثافة أعلى من إجمالي البكتيريا ولكن تنوع أقل. وبالمقارنة، أظهرت منطقة البلعوم الأنفي النمط المعاكس، مع تنوع أعلى وكثافة بكتيرية إجمالية أقل لدى الأفراد الأكبر سنًا. كانت وفرة البكتيريا المتعايشة مثل Dolosigranulum pigrum وأنواع Corynebacterium في البلعوم الأنفي كما يُرى أيضًا أنها تختلف مع تقدم العمر.
علاوة على ذلك، استقرت كثافة وتنوع البكتيريا في تجويف البلعوم الأنفي بين سن 15 و24 عامًا، مما يشير إلى أن نمو ونضج الميكروبيوم في البلعوم الأنفي استمر حتى مرحلة البلوغ المبكرة. وكان هذا الاكتشاف مفاجئًا نظرًا لحقيقة أن ميكروبيوم الأمعاء يستقر بحلول سن 5 سنوات.
كما لوحظت أيضًا اختلافات مرتبطة بالجنس في تنوع الميكروبيوم داخل الجهاز التنفسي العلوي، مع وجود وفرة أعلى من البكتيريا مثل Lawsonella clevelandensis و Finegoldia magna و Corynebacterium و Peptoniphilus أكثر وفرة لدى الذكور من الإناث.
وعلى النقيض من ذلك، أظهر التركيب والتنوع في المنطقة الفموية ارتباطات أقوى بالتدخين، واستهلاك الكحول، واستخدام المضادات الحيوية. وأظهر المدخنون السابقون والنشطون تنوعًا ميكروبيًا منخفضًا في المنطقة الفموية.
الاستنتاجات
باختصار، فحصت الدراسة التركيب الميكروبي والتنوع داخل تجويف الفم والأنف البلعومي في الجهاز التنفسي العلوي. أشارت النتائج إلى أن ميكروبيوم الجهاز التنفسي العلوي أظهر أنماط نمو ونضج مرتبطة بالعمر والجنس في تجويف الأنف البلعومي، بينما في تجويف الفم، كانت الارتباطات مع عوامل نمط الحياة مثل التبغ والمضادات الحيوية وتعاطي الكحول.
المرجع في المجلة:
Odendaal, M., de, Franz, E., Mei, C., Groot, JA, Logchem, van, Hasrat, R., Kuiling, S., Pijnacker, R., Mariman, R., Trzciński, K., van, Sanders, EAM, Smit, LAM, Bogaert, D., & Bosch, T. (nd). 2024. العوامل المضيفة والبيئية تشكل ميكروبات مجرى الهواء العلوي وصحة الجهاز التنفسي عبر عمر الإنسان. Cell. DOI:10.1016/j.cell.2024.07.008 https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(24)00768-2
مصدر
