作者：中国医学科学院北京协和医学院（李清扬）；北京协和医院麻醉科（朱倩梅、车璐、黄宇光）

术后肺部并发症(postoperative pulmonary com-plications， PPCs)为第二大常见术后并发症，发生率在5%~33%，严重影响患者预后。保护性通气策略等干预措施可降低PPCs 的发生率，但在老年患者等高危手术人群中效果有限。近年来，微生物组(microbiome)，特别是肠道和口腔微生物组与PPCs 的关系日益受到关注。微生物组可通过调节免疫功能、维持肠道屏障等途径，影响术后康复。探索微生物组的作用和干预策略可能为优化PPCs的防治提供新的思路。

1.微生物组概述

人类微生物组是一个复杂的生态系统。微生物能够在人体不同的部位生存，包括肠道、皮肤、口腔、肺部和泌尿生殖道等，并具有自己稳定的微生态。菌群在人体抵抗病原体的入侵和定殖中起到重要作用。首先，微生物组的多样性和稳定性有助于维持肠道屏障功能，预防病原体的侵入；其次，微生物组可以促进免疫细胞的成熟和功能，并通过生成短链脂肪酸等代谢物来调节炎症反应。微生物组失调不仅可能增加术后感染的风险，还可能通过上述机制的共同作用，影响患者的术后康复。

肠道微生物组：肠道微生物组，尤其是肠道菌群被认为是维持人体健康最重要的菌群。肠道细菌具有多种功能，如发酵食物、建立肠道屏障、抵抗病原体、刺激免疫反应和生产维生素等。人类肠道微生物群主要由厚壁菌门、拟杆菌门、放线菌门、变形菌门、梭菌门和疣菌门组成，其中以厚壁菌门和拟杆菌门最为常见。

口腔微生物组：口腔微生物组是人类第二大微生物组，其组成和动态变化对全身健康状况有着重要影响。口腔可进一步划分为多个微生物群栖息地，包括唾液、舌头、牙齿表面、牙龈、颊黏膜、上颚和龈下/ 龈上牙菌斑等。口腔微生物组中的主要细菌是厚壁菌门、变形菌、拟杆菌门、放线菌门和梭菌门。随着宿主和环境相关因素(包括年龄、饮食、职业、体力活动和药物)的变化，微生物组的组成和活性可能会发生巨大而迅速的变化。因此，针对微生物组的干预可以作为一个潜在的干预策略，实现围术期的优化。

2.微生物组与术后肺部并发症

肠道微生物组：“肠-肺轴(gut-lung axis)”是指微生物和/ 或其代谢物以及免疫调节信号在肠道和肺部之间的相互交流。这一概念为解释肠道与肺部微生物组之间的联系提供了依据。虽然成熟的胃肠道和呼吸道在解剖学上缺乏紧密的连接，但二者具有相同的胚胎起源，因此在结构上也有相似之处。肠道微生物群可以通过产生配体、代谢物和免疫细胞来影响肺部微生物群，这些配体、代谢物和免疫细胞通过血流到达肺部，调节肺部免疫，并在肺部疾病中产生影响。

如慢性阻塞性肺病(chronic obstructive pulmonary disease， COPD)患者肠道中短链脂肪酸(short-chain fatty acids， SCFAs)水平的降低会削弱其免疫调节功能，导致肺部炎症加剧，并促进疾病进展。Dickson 等研究表明，脓毒症和急性呼吸窘迫综合征(acute respiratory distress syndrome， ARDS)患者的肺微生物群中富含肠道来源的细菌，尤其是拟杆菌属细菌，且这种富集与全身炎症的严重程度显著相关，提示肠-肺轴菌群失调可能加剧全身炎症反应。另一方面，肺部微生物组与肺炎的相互作用同样是双向、动态且复杂的。

Ashley 等通过高氧诱导的肺损伤小鼠模型表明，高氧环境可导致肠道细菌群落中呼吸道耐氧菌种(如金黄色葡萄球菌)的丰度增加，且肠道菌群多样性与肺部炎性因子浓度呈正相关，这表明肠-肺轴能够双向发挥作用。Maruyama 等研究表明，食管癌切除患者术前粪便微生物群的组成与术后生存结果密切相关，存在芽孢杆菌的患者对术前治疗反应更佳且总体生存率更高，而存在奇异变形杆菌的患者术后炎症水平及术后肺炎的发生率均显著增加。Shimizu 等研究表明，入院后3 d 内使用合生元可以使重症监护病房接受机械通气的脓毒症患者粪便中双歧杆菌和乳酸菌的数量增加，提高粪便有机酸的浓度，并降低肺炎发生风险，缩短重症监护室通气患者的住院时间。

口腔微生物组：术前口腔微生物组的构成与PPCs 的发生密切相关。Yuda 等研究表明，术前2 d 口咽中存在抗生素耐药性微生物显著增加了食管切除术后肺炎和ARDS 的发生率，并且与较差的长期生存率相关。

微误吸是口腔菌群和肺部健康建立联系的方式之一。肺部微生物组的构成不是永久性的，而是随机体的免疫系统活动和上呼吸道微生物迁移而动态变化。从口腔到肺部，微生物群落的数量和种类具有连续性。因此，与皮肤和肠道等微生物组相对稳定且能够自我维持的部位不同，肺部微生物组可能从口咽和上呼吸道等邻近部位迁移。口腔微生物通过微误吸进入肺部，并在支气管黏膜上传播，直接影响肺部细菌群落的构建和生长。

在全身麻醉、呼吸机机械通气、镇静药物，以及手术应激等多重因素影响下，围术期患者更易出现微误吸及消化道或上气道菌群移位，导致肺部感染。生理性微误吸普遍存在于健康人群，健康个体吸入微量口咽分泌物时通常无明显临床症状，而在患有哮喘等呼吸道疾病的人群中，微误吸相关肺损伤的发生率更高。对于重症监护室接受呼吸机治疗的患者，口腔卫生护理和减少口腔细菌数量能有效降低患者罹患呼吸机相关肺炎的风险。

除传统的广谱抗菌药物氯己定外，一些针对口腔卫生及微生物组调节的创新性干预策略也可减少PPCs 的发生。Gao 等研究表明，术前使用5%谷氨酰胺进行口腔护理，可以显著降低神经外科术后患者的口腔炎症和肺炎发生率，效果与0. 2%氯己定漱口水相当。Kaga 等研究表明，采用刺激口腔黏膜促进唾液分泌的创新性口腔管理干预可使肺癌手术患者的术后肺炎发生率由9. 6%下降至1. 8%。Ca-parelli 等研究表明，对于长期呼吸机支持的患者，应用围术期组合干预措施(包括使用氯己定漱口水、激励性使用肺量计、鼓励咳嗽及深呼吸、术后头部抬高、早期下床活动)可以显著降低非心脏外科手术患者的术后肺炎发生率。

目前，口腔护理尚未被纳入加速康复外科(enhancend recovery after surgery， ERAS)流程，并且缺乏高质量的研究以明确口腔护理的必要性及其具体实施方案。本研究组正在进行一项临床研究(临床试验注册号:NCT05971810)，旨在探究减少口腔定殖菌数量是否可以降低PPCs 的发生率。

3.微生物组在肺部并发症中的作用机制

调节免疫反应：特定的微生物群落菌种，或其代谢产物(如SCFAs) 及结构成分脂多糖(lipopo-lysaccharide， LPS)可调节免疫细胞的功能，影响肺部健康状态。宿主的免疫机制可能由于下呼吸道的微生物群失调受损，增加个体对肺炎的易感性。肠道菌群源性NOD 样受体(NLR) 及Toll 样受体(TLR)配体通过肠-肺免疫轴介导的远程调控机制，可强化肺泡巨噬细胞对病原相关分子模式(PAMP)的识别能力，进而增强肺部先天性免疫应答效能。SCFAs 如丁酸也对免疫细胞有着多种调节功能，如可通过抑制γ 干扰素(INF-γ)和白细胞介素-17A(IL-17A)直接影响T 细胞功能，还可通过受体游离脂肪酸受体2(free fatty acids receptor 2，FFAR2)和FFAR3 激活肺泡巨噬细胞及上皮细胞的免疫反应，增强肺部应对损伤时的免疫状态。

激发炎症反应：如前所述，微生物组与患者PPCs 的发生及其他多项预后指标密切相关。肺炎的出现和进展会影响微生物组的组成和稳态，导致如核因子-κB(NF-κB)、IL-17 和磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)等炎症信号上调，进一步激发炎症反应。反之，炎症反应也会激发特定细菌群落的生长，并增强其致病性，使肺泡炎症长期持续存在。Tang等研究表明，肠道菌群失调通过增加TLR4/ NF-κB 信号通路的激活，加重脂多糖诱导的急性肺损伤，粪便微生物移植可抑制这一信号通路，减少氧化应激和肺损伤，再一次揭示了肠-肺轴在急性肺损伤中的重要作用。

影响肺泡活性物质：肺表面活性物质是由肺泡Ⅱ型细胞(alveolar epithelial type Ⅱ cell， AE2C)分泌的磷脂和蛋白质复合物，主要作用是降低肺泡表面张力，防止肺泡塌陷。常见的表面活性物质包括二棕榈酰磷脂酰胆碱(DPPC)和表面活性物质相关蛋白A(surfactant protein A， SP-A)、SP-B、SP-C、SP-D，其中亲水蛋白SP-A 和SP-D 能识别和结合病原体，尤其是革兰氏阴性细菌，因此对肺部防御有重要作用。表面活性物质的缺乏或功能障碍(如SP-B 缺乏或AE2C 损伤)会导致肺损伤，引起肺泡血清渗漏、黏液积聚甚至肺不张的发生，同时改变肺部微生物组成，推动炎症过程。

菌群可以通过影响肺泡活性物质的产生和功能，间接影响肺部健康。Wei 等研究表明，丁酸钠处理败血症相关性肺损伤小鼠模型，能显著降低SP-D、二胺氧化酶、LPS 及促炎细胞因子水平，提高抗炎细胞因子和两性胰岛素水平，改善细胞间连接蛋白表达，表明SCFAs 有助于维持肺泡-毛细血管屏障和肠道屏障的完整性，减轻肺损伤。反之，胆囊产生的SP-D 通过调节肠道共生菌的组成和生长，维持肠道稳态；SP-D 的缺失导致肠道菌群失调，使小鼠对肠道炎症更加易感，进一步说明了“肠-肺轴” 作用的双向性。

4.小 结

口腔和肠道微生物组的构成与变化与PPCs 的发生存在显著关联。口腔微生物组通过口腔卫生和亚临床误吸影响肺部健康；肠道微生物组通过“肠-肺轴”间接调节肺部免疫反应和炎症状态。广谱抑菌剂氯己定漱口液和多种益生菌、合生元在围术期管理中可发挥预防PPCs 的作用。然而，微生物组干预能否有效预防PPCs，仍缺乏高质量、大规模、多中心的随机对照试验的证据支持。同时，精确、靶向的管理方式仍然不足，需要通过多组学技术(如宏基因组学、代谢组学)深入分析肠道、口腔和肺部菌群及其代谢产物在PPCs 中的具体机制，明确关键菌群和代谢物，并有针对性地进行微生物干预，为临床上PPCs 的防治提供新的思路与方法。

来源：李清扬，朱倩梅，车璐，等.微生物组与术后肺部并发症相关性的研究进展[J].临床麻醉学杂志，2025，41(04):409-412.

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