9 / 2025-02-25 19:29:36

不同周龄小鼠肺部固有菌群对医院消毒剂气溶胶暴露的响应特征及其在驱动肺部炎症中的作用

季铵消毒剂,肺部菌群,中性粒细胞炎症,代谢

COVID-19大流行期间广泛使用的季铵盐类消毒剂（QACs）可能对机体健康构成潜在威胁。本研究以典型QAC成分苄基烷基二甲基铵化合物（BAC）为对象，系统探究其吸入暴露引发的年龄依赖性肺部炎症机制及肺微生物组互作关系。

本研究通过建立消毒剂气溶胶小鼠动态吸入暴露模型，分别检测幼年（3周龄）、成年（6周龄）和老年（8月龄）组肺组织炎性因子及趋化因子表达谱，并通过16S rRNA测序解析BAC气溶胶暴露对肺微生物菌群的响应特征。并进一步采用广谱抗生素鼻腔给药构建肺部固有菌群消耗模型，阐明肺部菌群与宿主炎症的因果关系。结合肺部代谢组学，分析关键代谢通路变化，阐明其分子作用机制。

RT-PCR检测显示，幼龄组和老年组IL-6、TNF-α等促炎因子mRNA表达较成年组更高。Western blot结果发现，BAC气溶胶暴露诱导中性粒细胞胞外陷阱（NETs）形成，提示中性粒细胞异常活化参与炎症应答。16S rRNA结果显示，BAC气溶胶暴露导致肺微生物α多样性指数显著降低。进一步研究发现，幼龄组菌群组成与炎症级联反应各阶段均显著相关，成年组菌群组成与中性粒细胞浸润相关，老年组菌群组成与NETs形成密切相关。抗生素干预后BAC气溶胶暴露引发更剧烈的中性粒细胞性炎症，同时伴随菌群α多样性升高和β多样性差异缩小。代谢组学分析发现BAC气溶胶暴露显著扰动甘油磷脂代谢通路，筛选出D葡萄糖6磷酸等5种关键差异代谢物，其浓度与乳球菌属等特征菌属呈显著负相关。

本研究揭示“菌群-代谢-免疫”可能在消毒剂气溶胶诱导的肺部毒性中起关键作用。