通过大规模人群呼吸道菌群分析，揭示“环境暴露-呼吸道菌群-健康指标”交互作用可为环境污染暴露对呼吸健康的影响提供风险预测，为基于呼吸道菌群的环境污染暴露风险分层及靶向呼吸道菌群的风险预防提供依据。

华南师范大学王璋团队，广东省疾控中心林立丰、郑雪燕、孙九峰团队，广州医科大学附属第一医院—广州呼吸健康研究院关伟杰团队合作发表研究，通过大规模人群呼吸道菌群多组学分析，揭示了环境污染暴露、呼吸道菌群与呼吸健康的关系。研究结果以头版原创性论著形式发表于2023年7月国际顶级杂志《自然医学杂志（Nature Medicine）》（IF：87.241）[Nat Med，2023,29(7):1750-1759]。

该研究依托2019年广东省居民慢阻肺流行病学调查项目，对广东省6个城市/地区，共3800余居民进行了问卷调查、肺功能检查、身体测量、并进行了诱导痰样本的采集。对诱导痰样本进行了严格的质控及微生物组分析，共获取了呼吸道细菌16S rRNA基因扩增子1,651例、真菌ITS扩增719例、宏基因组1128例。

研究首先通过建立污染暴露（吸烟、二手烟、空气污染、生物燃料暴露、职业暴露）、呼吸道菌群（细菌、真菌、宏基因组功能模块、抗生素抗性基因、细菌毒力因子）、呼吸健康指标（肺功能、呼吸道症状评分）的双向中介效应模型，发现呼吸道菌群在环境污染暴露与呼吸健康指标中具有显著的中介效应。同时，不同的污染暴露因素通过不同的细菌或真菌群落发挥作用。吸烟主要影响细菌群落，大气细颗粒物（PM2.5）主要影响真菌群落。通过进一步交互式统计模型分析，发现呼吸道菌群、职业污染暴露与呼吸道症状评分之间具有显著相互作用。其中，基于呼吸道奈瑟菌（Neisseria）将人群分为两个亚组，其呼吸道症状评分与职业污染暴露之间的关联具有显著差异。相对于Neisseria-low亚组人群，在职业污染暴露影响下，Neisseria-high亚组人群呼吸道症状风险增加2.25倍，且职业污染暴露可能通过真菌菌群中曲霉（Aspergillus）丰度的增加发挥作用。该结果提示可能基于呼吸道菌群进行环境污染暴露的风险分层与评估。

气道屏障对阻挡病原体入侵至关重要，菌群与真菌损伤气道屏障如何诱导早期气道慢病？基于广东省流行病学调查，研究团队率先发现：细菌失调介导了香烟诱发的肺功能损伤，真菌失调介导了PM2.5所致肺功能损害；奈瑟菌丰度高者气道炎症、症状负担更重；奈瑟菌-曲霉菌互作损伤了气道屏障，嗜血杆菌与奈瑟菌扩增推动了健康状态向慢阻肺前期变迁；类杆菌扩增推动了慢阻肺前期向慢阻肺转变。上述发现率先明确了菌群失调作为大气污染物破坏气道屏障的中介，推动了早期气道慢病发生发展。

基于呼吸道细菌与真菌菌群特征，研究测算了个体化的呼吸道菌群健康指数（Airway Microbiome Health Index，AMHI），发现其随着污染暴露、呼吸道症状及呼吸疾病同步发生变化，提示该指数可能指示个体受污染暴露所导致的潜在呼吸健康风险。将AMHI评分应用至全球公共呼吸道菌群数据，发现其在不同公共数据的疾病人群相对健康人群具有统一下降趋势，提示该评分具有一定的普适性。环境污染暴露是早期慢阻肺发生的重要风险因子。通过多元网络分析，研究发现环境污染暴露可促进呼吸道“细菌-真菌”的交互作用，该互作模式从健康人群、慢阻肺风险人群、到慢阻肺患者中显著增强，且该互作模式的细菌驱动者同时显著贡献了从健康人群到慢阻肺患者中的菌群功能变化。基于呼吸道细菌和真菌的个体化健康指数和互作网络可能为早期慢阻肺的发生提供潜在新型标识物。

广州呼吸健康研究院气道慢病团队：在钟南山院士的倡导下，关伟杰研究员开设了重症支气管扩张专病门诊，组建气道炎症性疾病团队，主要从事支气管扩张等慢性气道疾病临床研究工作，内容包括支扩流行病学调查研究、支扩发病机制研究、支扩药物临床试验和支扩临床大数据平台建设等。主要从事气道炎症性疾病的气道感染、炎症与重塑的机制与干预研究。研究重点在于明确慢性气道炎症性疾病（特别是支气管扩张）气道微生态失衡特征、气道上皮纤毛清除功能与增生异常的机制，为临床干预提供新策略。

华南师范大学生态科学研究所团队通过微生物生态学理论和组学手段，结合多组学、系统生物学与大数据分析方法，探索与生命起源、健康和疾病相关的重大科学问题，推动生态学和多组学手段在精准医学中的应用。具体研究内容包括：1）多组学手段探究气道微生物组与宿主互作；2）Meta分析和机器学习方法对疾病公共转录组的深度挖掘和老药新用探索；3）线粒体生命起源与内共生病原菌系统进化等。

广东省疾病预防控制中心慢性非传染性疾病研究所承担开展和指导全省慢性非传染性疾病预防控制相关健康教育、健康促进和基层公共卫生服务工作；开展慢性非传染性疾病预防控制应用性科学研究和指导，推广先进技术和手段，参与拟订国家公共卫生相关标准。