阿拉巴马州伯明翰市-马里兰州Charitharth Vivek Lal博士和阿拉巴马大学伯明翰分校的同事使用一种新颖的同类新生小鼠模型来研究高氧浓度或高氧血症对新生儿肺发育的影响不含细菌的小鼠-意味着没有微生物在其肺部定植。

他们的目标是了解出生时已在人肺中定殖的微生物类型的差异(包括极早产的婴儿)如何保护或使婴儿更易患支气管肺发育不良或BPD。BPD是一种慢性，危及生命的早产肺疾病。

Lal是UAB新生儿科儿科的副教授，此前曾表明，早期的微生物失衡或生物失调可预测极低出生体重婴儿的BPD发生。这些婴儿的平均出生体重为1磅8盎司，经常需要给予高浓度的氧气，因为他们的肺部尚未完全发育。

拉尔说：“在当前的研究中，我们假设与非无菌小鼠相比，无菌小鼠的肺对高氧的表型反应过大。”“相反，我们发现与非无菌小鼠相比，高氧血症的无菌小鼠表现出受保护的肺结构，肺力学和炎症指标降低。”

高氧条件是85%的氧气。在空气中(氧气含量为21%)，无菌小鼠和非无菌小鼠的肺部发育均正常。

为什么对高氧下的无菌新生儿提供部分保护?

Lal推测非无菌小鼠中某些致病细菌的存在可能通过促炎性信号传导和肺中嗜中性粒细胞的炎症促进BPD发病机理。拉尔说：“操纵气道微生物组可能是对BPD和其他肺部疾病的潜在治疗干预。”

田纳西州-孟菲斯大学医学博士Kent Willis在《美国生理学杂志-肺，细胞和分子生理学杂志》上对Lal进行研究的社论中说：“本报告为未来研究评估涉及微生物组效应的复杂过程奠定了基础。肺部发育和损伤。除了评估微生物移植在制定治疗策略中的功效外，在无菌模型中评估特定微生物组定植对BPD发病机理的影响至关重要。”

通常，Lal及其同事发现，与非无菌小鼠相比，无菌小鼠的高氧血症引起的肺损伤有所减轻，这是通过增大的肺泡间隔和分隔间隔来测量的。从肺阻力和总肺顺应性的角度来看，无菌新生儿在高氧状态下的肺功能更好。通过髓过氧化物酶，白介素1-β和干扰素-γ测定，无菌小鼠的炎症减少。

拉尔说：“我们推测，非无菌和人源化小鼠中易感病原菌的存在可能会加剧高氧血症的促炎性级联反应，因此与无菌动物相比，其表型更差。”“在没有这些致病菌群的情况下，无菌动物可能不会引起炎症反应，因此可能具有相对的表型保护作用。这一发现与我们先前的人类新生儿气道微生物组研究一致，我们发现嗜中性粒细胞活性增加和呼吸道不良微生物组在严重的BPD患者中具有蛋白细菌优势。”