囊性纤维化(CF)通过使肺容易发生反复的细菌感染和相关的炎症来缩短寿命。北卡罗来纳大学医学院的研究人员现在首次表明，肺部的细菌数量在生命的最初几年随着呼吸道感染和炎症的发生而变化。

这项发表在PLoS病原体上的研究提供了一种预测CF患儿肺部疾病发病的方法，并提出了预防性治疗(如高渗盐水)的更大作用。

“CF患儿的肺部症状可能是由于细菌负担加重，”研究资深作者，微生物学和免疫学副教授Matthew Wolfgang博士说。“这意味着早期干预有机会大大提高这些孩子的生活质量。”

CF影响全球约70,000人，并且最常见于北欧种族的儿童 - 大约每2500个新生儿中就有一个。该疾病是由编码CFTR蛋白的CFTR基因的功能失调版本引起的。在没有这种蛋白质的情况下，粘液变得脱水和变厚 - 这是细菌的避难所 - 导致反复感染，炎症，并最终导致肺部和上呼吸道组织的结构性损伤。CF患者的预期寿命约为40岁。

大多数CF研究已在成人和年龄较大的儿童中进行，因此对炎症，细菌感染和肺损伤的开始时间和时间的了解相对较少。为了更清楚地了解这个问题，Wolfgang及其同事分析了从幼儿采集的肺衬液样本中的细菌DNA，这是澳大利亚正在进行的名为AREST CF的项目的一部分。

“获取此类样品极具挑战性且难得，”UNC Marsico Lung Institute成员沃尔夫冈说。“在美国，如果他们尚未出现临床症状，我们不会对被诊断患有CF的儿童进行支气管镜检查。”

UNC科学家发现，在大多数不到一岁的CF儿童样本中，很少或没有细菌迹象。沃尔夫冈说：“如果没有明显的细菌证据，也没有炎症的迹象，孩子通常看起来很健康。”

在1至2岁的儿童中，模式是不同的：许多样本含有大量的细菌DNA - 来自通常在口腔和喉咙中的相同细菌物种。这些细菌通常不被视为肺病原体。

沃尔夫冈说：“我们不能说这些孩子有活动性感染，但显然肺部细菌负荷显着增加，我们知道这些细菌会引起炎症。”

在3至5岁的儿童中，样本中含有越来越多的令人担忧的细菌，特别是铜绿假单胞菌，金黄色葡萄球菌和流感嗜血杆菌，这些病毒常见于肺病较严重的老年CF患者。随着细菌负荷的加重，炎症的分子征象也随之增加。此外，随着细菌负荷的增加，儿童的肺部X射线研究显示出结构性肺病的症状。

沃尔夫冈说：“这告诉我们肺部细菌感染的起始时间比我们对CF患儿的预期要早得多，而且这些感染很可能是结核性肺病最早的原因。”

他指出，CF患儿中的许多细菌都是“厌氧”微生物，在极低氧条件下茁壮成长。这一发现表明脱水，增厚的CF肺粘液在肺组织中产生低氧气囊。

沃尔夫冈说：“旨在尽早分解粘液的治疗方法可能对这些孩子非常有益。”“这些疗法可以推迟细菌负担的增加，包括转向更致病的物种。”

医生已经为澳大利亚，德国和英国的幼儿提供预防性抗生素。然而，沃尔夫冈指出，AREST CF研究中的儿童，直到2岁时接受抗生素治疗，仍显示细菌负担和炎症的明显进展。“可能其他治疗策略，如粘液稀释，可能更成功，”他说。

现在，UNC Marsico Lung研究所的Wolfgang及其同事希望进行一项类似的长期研究，分析个别儿童的肺细菌以及这些“细菌”的变化。研究人员希望评估早期粘液稀释干预的有效性，例如通过吸入器输送的高渗盐水 - 盐水 - 已经用于在老年CF患者中补充粘液。

该研究的共同第一作者是UNC医学院儿科学教授Marianne S. Muhlebach博士和UNC研究专家Bryan T. Zorn。

美国国立卫生研究院和囊性纤维化基金会资助了这项研究。澳大利亚国家健康与医学研究委员会卓越研究中心资助了本研究中使用的样本的收集。