2022-08-05
European Respiratory Journal
影响因子：33.795
近期，派森诺与华南农业大学、广东药科大学合作，在European Respiratory Journal发表重要研究成果。该篇文章通过微生物多样性测序以及非靶代谢组检测了马来西亚三处地区室内的微生物及其代谢物。通过对1290名学生哮喘症状的调查，探究了室内代谢物和微生物对健康的影响。
研究背景
哮喘是一种常见的与过敏相关的慢性呼吸道疾病，全球约3.5亿人群受该病的影响，在如澳大利亚、爱尔兰和英国等，哮喘的流行率＞30%。哮喘和过敏的发生受遗传因素和环境暴露等的影响，环境因素包括空气污染、环境过敏源和微生物等。微生物可向环境中分泌数千种化合物，如与人体健康相关的化合物如脂多糖（LPS）、胞壁酸和微生物挥发性有机化合物（MVOCs）。本研究通过对马来西亚的三个地区进行微生物多样性和非靶代谢的研究，确定环境中的代谢物和微生物，并且收集其中1290名学生的临床特征（是否患哮喘），用于评估环境因素对哮喘的影响。
研究方法
实验对象：调查了马来西亚三个地区1290名初中生的哮喘症状，每个地区随机抽取8所初中，每所学校抽取4间教室进行室内灰尘采集(包括地板、桌子、椅子、书架和窗帘)，总计96份样本
测序以及分析方法：16S rRNA基因和ITS测序+代谢组检测+QIIME2分析流程
测序平台：Illumina MiSeq 和 PacBio
研究结果
1.马来西亚三个地区哮喘症状调查
对马来西亚三个地区哮喘症状调查。三个地区哮喘的流行率有所差异。后续的研究发现室内温度、相对湿度、CO2相对浓度和NO2相对浓度等环境因子对哮喘流行率的高低没有显著影响。
2.三个地区微生物样品的采集
从马来西亚的三个地区（新山市，登嘉楼州，槟城）采集教室粉尘样本（包括地板、桌子、椅子、书架和窗帘）。来自每个地区随机挑选8个初中，每个初中随机采集4个教室。总计96份样本。
微生物多样性测序结果显示，在三个地区，细菌和真菌的丰度不同：如细菌Ralstonia，Ochrobactrum和Craurococcus在槟城丰度较高（7.8%，2.7%和1.3%），但在新山市（0%，0.02%和0.05%）和登嘉楼州（0.06%，0.42%和0.74%）丰度较低。真菌Wallemia和Candida在新山市（6.6%，12.2%）和登嘉楼州（1.3%，1.8%）丰度较高，但在槟城丰度较低（0.06%，0.03%）。而Penicillium，Cladosporium在新山市丰度较高（10.2%和7.8%）；Fusarium在登嘉楼州丰度较高（2.9%）；Aspergillus在三个地区丰度均较高（20.7%，12.7%和12.1%）。
在新山市，15种微生物在哮喘低流行区丰度，大多来自放线菌门，包括Rubrobacter, Actinomyces，Blastococcus，Janibacter，Actinomycetospora，Pseudokineococcus和Marmoricola。在登嘉楼州，哮喘低流行区主要的微生物主要来自蓝藻门，包括Chroococcidiopsis，Fischerella，Mastigocoleus，Iphinoe。在槟城，哮喘低流行区丰度较高的微生物主要来自变形菌门，包括Caulobacter，Bosea，Acidovorax，Undibacterium，uncharacterized (uc) Sphingomonadaceae。
3.非靶代谢组检测环境中的微生物
LC-MS共鉴定出2633个化合物，相较哮喘高流行区，哮喘低流行区中，类黄酮、异黄酮类和吲哚及其衍生物富集，黄酮类化合物和吲哚衍生物被报道拥有潜在的抗炎和抗过敏作用。异甘草素、芒柄花素和6-羟基大豆苷元在两个以上中心富集；黄芩苷、黄芪苷、柑橘素、大豆苷元、木犀草素和原花青素仅在1个中心富集。5 -羟色胺和吲哚-3-羧醛在两个以上中心富集；吲哚、L -色氨酸、1H -吲哚-3-乙酰胺和吲哚丙酮酸在1个中心富集。
对代谢物和菌群经过共发生网络（Co-occurrence）分析，L-色氨酸与Actinomycetospora 和uc Corynebacteriacea显著相关；N-乙酰血清素，吲哚与Truepera显著相关；吲哚与uc Pleosporaceae显著相关；5-甲氧基吲哚乙酸与Fischerella显著相关。相关文献证明Actinomycetospora和Fischerella能够产生吲哚衍生物。
其它潜在保护性代谢物也被鉴定出来，如生物素、萎叶酚、芽子碱、二氢皮质醇等。生物素与许多保护性细菌密切相关，包括Actinomyces，Paracoccus和Sphingomonas。相关文献报道了这些微生物可以产生生物素。
杀虫剂、清洁洗涤剂、香水和工业材料中的危险品，如2（3H）-苯并噻唑硫醚、2-氨基苯甲酸、异戊酸、邻苯二甲酸和4，4-磺酰二酚等在新山市、登嘉楼州和槟城中均被检出，这些危险品对人体的健康产生不良影响，包括如皮炎、过敏、炎症以及眼睛和呼吸道的刺激。与新山市相比，槟城被检出更多的危险化学品，这可能解释了槟城的哮喘流行率更高的原因。
研究结论
文章通过微生物多样性测序和非靶代谢组研究了来自马来西亚三个地区96个中学教室粉尘中的代谢物和微生物。作者发现微生物和代谢物对哮喘有显著的的影响作用。这表明它们可以作为疾病预测的环境评估指标，为疾病预防和控制提供新的见解和策略。
以上研究的测序和部分数据分析工作由上海派森诺生物科技有限公司完成。如需进一步讨论，欢迎讨论区留言或者发邮件给我们哟（邮箱地址：metasupport@personalbio.cn）！
文章索引
Sun Y, Zhang M, Ou Z, Meng Y, Chen Y, Lin R, Hashim JH, Hashim Z, Wieslander G, Chen Q, Norbäck D, Fu X. Indoor microbiome, microbial and plant metabolites, chemical compounds and asthma symptoms in junior high school students: a multicentre association study in Malaysia. Eur Respir J. 2022 May 26:2200260.
