作 者:郭峻彤(中药学23级博士)
审 稿:陈 军
创面愈合需要多种宿主细胞的贡献和协调,同时也由创面生态系统的微生物介导。几乎所有的伤口都有微生物定植,但并不是所有的定植都会导致感染。与大家分享一篇2024年发表在“Nature Reviews Microbiology”,题为《The wound microbiota: microbial mechanisms of impaired wound healing and infection》的文章。作者探讨了目前对伤口中的微生物如何影响皮肤修复过程以及如何通过对宿主和其他伤口处原定植微生物的作用进而导致感染的理解。
根据其形成原因和结果可将伤口分为急性和慢性伤口。急性伤口修复通常遵循一个良好的顺序。早期凝血和止血后,由于病原微生物的入侵,伤口被炎症细胞浸润。随着炎症消退,由真皮成纤维细胞组成的肉芽组织在伤口床中增殖并沉积细胞外基质,同时发生血管生成以及表皮角质形成细胞的增殖,然后迁移以重新使伤口上皮化。而慢性伤口通常会发生感染或并发症,导致伤口慢性化的缺陷包括持续的炎症和失调的免疫反应、生物膜形成、感染传播、无法迁移的过度增殖的表皮角质形成细胞、受损的血管生成和成纤维细胞衰老。
伤口感染与临床体征和症状之间的关系通常是模糊的,特别是对于患有糖尿病或免疫状态受损等基础疾病的个体。因此,伤口感染“连续”可用于表征伤口生物负载和感染的进展。
▲ 伤口感染的“连续”
采样方法、研究设计和分析方法是研究伤口微生物群时需要考虑的关键问题。
传统的方法包括收集清创或刮除标本和穿孔活检样本,但会产生高丰度的人类DNA污染,干扰微生物DNA的测序。在微创拭子技术中,从伤口中心提取组织液的Levine技术可以有效地使用(在伤口上旋转拭子,使其具有足够的压力来挤出伤口组织内的液体)。
横截面采样提供了单个时间点微生物组的样本。而纵向采样研究设计更为全面,更仔细地验证治疗干预的效果。
培养一直是分离伤口内微生物的金标准。通常用于培养的样品在收集后立即处理。而培养厌氧菌、革兰氏阴性菌和病毒等需要复杂营养的微生物在方法上难以简化,带来了技术挑战。
基于DNA测序的方法增强了高精度表征伤口微生物组的能力。宏基因组测序,或对样本中存在的所有微生物基因组进行非靶测序,消除了扩增方法引入的偏差,可以更好地捕获伤口内复杂的微生物群落。
先进成像方法与高通量测序相结合可以帮助剖析多种微生物伤口群落的空间组织。具有荧光原位杂交的空间转录组学已用于研究各种条件下的铜绿假单胞菌,揭示了生物膜中独特的、空间分辨的代谢异质性。对宿主和微生物转录组进行表征的双 RNA 测序已用于了解B族链球菌在小鼠糖尿病伤口感染期间的致病性。但由于缺乏参考数据库和大量未注释的基因,捕获多种微生物的基因表达,尤其是特征较少的微生物,仍然具有挑战性。
▲ 研究伤口微生物群的不同方法
▲ 导致伤口感染的因素
感染及其相关并发症是伤口愈合和皮肤修复过程中常见的严重威胁。最初污染和定植于伤口组织的微生物群可影响多种细胞类型和伤口愈合过程的多个阶段。皮肤和软组织中的病原体具有专门的机制,可以附着,入侵和逃避宿主的防御。寄生和共生微生物在适当的环境下也会对皮肤组织造成破坏并引起感染。鉴于抗生素耐药性的出现以及慢性伤口对公共健康的威胁不断扩大,迫切需要识别、预防和治疗伤口感染的新方法。
Uberoi A, McCready-Vangi A, Grice EA. The wound microbiota: microbial mechanisms of impaired wound healing and infection. Nat Rev Microbiol. 2024 Apr 4. doi: 10.1038/s41579-024-01035-z.
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编 辑:王宇涵
审 核:尹少平
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