引用本文： 鄧石坤, 植麗佳, 高培陽. 經氣管插管機械通氣對呼吸道菌群影響的研究進展. 中國呼吸與危重監護雜志, 2022, 21(3): 221-224. doi: 10.7507/1671-6205.202107064 復制
人體與外界相同的腔道都有正常菌群定植。正常定植的呼吸道菌群參與人體多項生命活動，包括免疫耐受、防御感染、營養獲取等[1-3]。而定植菌的異位、種類和數量的變化可導致各種生理、病理改變。研究表明上呼吸道的定植菌向下呼吸道遷移可能是導致肺部感染的重要原因[4]，呼吸道菌群的改變與重癥患者的氣管插管拔除失敗、病死率增加等臨床結局相關[5]。經氣管插管機械通氣是重癥加強治療病房（intensive care unit，ICU）患者常用的呼吸支持方式，研究表明經氣管插管機械通氣會影響呼吸道菌群的結構、種類、數量和豐度等。因此，對經氣管插管機械通氣對呼吸道菌群的影響的研究進行綜述分析有助于進一步增強醫務人員對有創機械通氣造成的呼吸道菌群變化的認識，從而進一步探索呼吸道菌群的改變與臨床疾病之間的關系[6-7]。
1 正常呼吸道菌群的組成及功能
傳統的觀念認為下呼吸道是無菌的，但隨著宏基應組學的發展，這一觀念已經發生了改變。Charlson 等[8]對健康個體呼吸道的多個位點進行了密集采樣，使用 16S 熒光定量聚合酶鏈反應和焦磷酸測序進行了全面的定量和定性分子分析，發現整個呼吸道存在一個高度同源的微生物組。上、下呼吸道菌群表現為“地貌連續性”。上、下呼吸道菌群的差異主要體現在生物含量，而菌群構成的特異性并不顯著。上述研究發現普雷沃氏菌和韋榮氏球菌屬是兩種最常見的同時存在于上呼吸道和下呼吸道的菌屬，從而說明存在于上呼吸道和下呼吸道的細菌之間存在重疊。
1.1 呼吸道菌群的組成
上呼吸道不同的解剖結構具有不同的上皮細胞類型，以及不同的濕度、溫度、pH 等環境因素。這些不同的因素決定了上呼吸道菌群的多樣性。上呼吸道菌群主要包括丙酸桿菌屬、棒狀桿菌屬、莫拉菌屬和鏈球菌屬等[9]。上呼吸道菌群被看作是人類健康的“看門人”。在上呼吸道建立和維持一個穩定的微生物群，使其能夠抵御外來病原體的入侵和擴散，對呼吸健康有至關重要的作用[9]。
在健康個體中，細菌通過黏膜直接擴散或誤吸進入肺部。根據傳統微生物學的評估，細菌密度低是下呼吸道的主要特點，每克組織中約只有 1×103～1×105 個細菌[10]。盡管下呼吸道的菌群密度很低，但同樣表現出豐富的多樣性。在豐富多樣的下呼吸道菌群中，可以識別出一組存在于大多數健康個體中的菌群，代表肺部的核心微生物群[9, 11]。這個核心微生物群主要由普雷沃氏菌屬、鏈球菌屬、韋氏菌屬、梭桿菌屬和嗜血桿菌屬組成[10, 12]。對每個個體來說，肺微生物群的組成都來自于這個核心微生物群[10, 13]，這或將成為健康呼吸道的生物標志。
1.2 正常呼吸道菌群的主要功能
Kitsios 等[14]將正常的微生物菌群，包括呼吸道菌群、腸道菌群等，視作是人體的功能器官，協同完成人體多種生命活動。比如，正常呼吸道菌群與呼吸道免疫系統的建立和成熟存在一定聯系[15-17]。其次，正常呼吸道菌群具備免疫清除和免疫監視的作用，這也與肺部腫瘤的發生發展有關[18]。再次，正常呼吸道菌群也能起到防御致病病原體感染的作用，呼吸道菌群的紊亂更容易導致肺部感染[19]。另外，正常呼吸道菌群和皮膚、腸道、泌尿生殖道等正常菌群共同參與人體營養獲取、神經調節、物質代謝等生理活動[20]。
2 經氣管插管機械通氣下的呼吸道主要菌群
1993 年，王洪濟等[21]對經氣管插管機械通氣的患者的下呼吸道菌群進行分析，通過無菌導管經氣管插管吸取40例呼吸衰竭患者的下呼吸道分泌物共 173 份，并進行培養和細菌的耐藥性分析，發現革蘭陰性桿菌占 74.7%，其中以銅綠假單胞菌（21.5%）、肺炎克雷伯桿菌（21.5%）和大腸埃希菌為主（13.4%）為主。這是我國對于 ICU 中氣管插管患者的呼吸道菌群的早期研究。銅綠假單胞菌是經氣管插管機械通氣患者的主要定植菌的發現與 1995 年在西班牙開展的一項探究氣道定植菌與呼吸機相關性肺炎（ventilator-associated pneumonia，VAP）發生相關性的研究的結果類似[22]。該研究對 100 例機械通氣過程中患者的氣道分泌物進行傳統培養，發現銅綠假單胞菌是主要的氣道定植菌（P<0.005）。但這兩項研究囿于傳統培養的局限性，最終獲取到的菌群種類十分有限。
Smith 等[23]回收了 15 例無慢性肺病的術后經氣管插管機械通氣患者的經傳統培養為陰性的支氣管肺泡灌洗液樣本，利用高通量基于測序檢測方法系統地評估其中的菌群組成。該研究發現這一組樣本中的菌群表現出高度相似的多樣性和相對豐度，該類菌群由氫噬胞菌屬、未分類類桿菌、擬桿菌屬、梭菌屬和不動桿菌屬組成，這些菌屬可能代表了無肺部疾病經氣管插管機械通氣患者氣道中常見的非致病性的菌屬。
3 經氣管插管機械通氣下的呼吸道菌群的變化
經氣管插管機械通氣對呼吸道菌群的影響主要體現在菌群的豐度和多樣性。呼吸道菌群的豐度和多樣性的變化通常與一些特定菌屬相關，并且與某些臨床結局相關。
3.1 呼吸道菌群相對豐度的變化
研究已經證明，在 ICU 經氣管插管機械通氣的患者中，定植于宿主下呼吸道的菌群的相對豐度降低，其中包括韋榮氏球菌屬、普雷沃菌屬和奈瑟氏菌屬[8, 12, 24]。Lamarche等[25]將 35 位健康人以及 34 例經氣管插管機械通氣的危重患者的不同部位的菌群進行比較。將從經氣管插管機械通氣患者隊列的下呼吸道取得的 29 份氣管內吸出物樣本與來自健康隊列的 7 份支氣管肺泡灌洗樣本進行比較，通過在 Illumina MiSeq 測序平臺上進行基因組 DNA 提取和擴增測序。經過多次試驗校正后，分析表明：（1）呼吸樣本中 34 個運算分類單元的相對豐度在氣管插管患者和健康個體之間存在顯著差異；（2）與健康組相比，氣管插管組的菌群豐度顯著降低，其中包括奈瑟氏球菌屬、韋氏球菌屬、鏈球菌屬、葡萄球菌屬和棒狀桿菌屬。Zakharkina 等[26]納入了因呼吸衰竭的非感染性原因而接受有創機械通氣的 35 例患者（患者在入 ICU 前 5 d 內未接受抗生素治療，且入院時胸部 X 線片未提示肺部感染），每周取 3 次氣道抽吸物，用羅氏 454 平臺進行 16S rRNA 基因測序呼吸道微生物群的組成，探究 ICU 中機械通氣時肺部微生物菌群動態變化及其與肺炎發生的關系。研究發現發生 VAP 的患者呼吸道菌群豐度失調更加嚴重，且與伯克霍爾德氏菌、金黃色葡萄球菌和假單胞菌屬的相對豐富增高程度呈正相關。不過該發現還需進一步驗證。
3.2 呼吸道菌群多樣性的變化
同時，在氣管插管機械通氣患者中的呼吸道菌群的多樣性也是降低的。Yeh 等[27]通過采集入 ICU 48 h 內的經氣管插管機械通氣患者中的氣管抽吸物，在入 ICU 的48 h 內進行樣本采集，此后每 3～4 天重復采集 1 次，最終納入 32 例患者，共采集 54 份氣道抽吸物。通過高通量測序的方法，運用 16S RNA 擴增的方式對標本中的微生物進行測序。α 多樣性是對每個樣本中有中菌群的分類及其分布均勻性的生態學指標，該研究發現氣道抽吸物的 α 多樣性較低，且隨時間的推移沒有顯著差異。這表明經氣管插管機械通氣患者的呼吸道菌群的多樣性是下降的。Kelly 等[28]為了探索機械通氣期間呼吸道菌群的動態變化情況，并檢測可能未被傳統培養識別的優勢細菌種類，通過對 ICU 中 15 例經氣管插管機械通氣的患者的上、下呼吸道進行取樣，對不同生態距離進行統計分析。該研究發現經氣管插管的患者的上、下呼吸道菌群的種類與健康人的呼吸道菌群有明顯的差異，且上呼吸道和下呼吸道菌群多樣性減少。研究還通過 16S rRNA 基因測序鑒定了常規培養未發現的優勢菌種，即解脲支原體和糞腸球菌。一項為探究機械通氣過程中微生物失調與死亡率的前瞻性觀察研究中，納入人群為采集標本前的 6 個月內未接受抗生素治療的18歲以上的重癥肺炎患者。該研究用 16S RNA 基因測序方法對其中行氣管插管有創機械通氣的 34 例患者的呼吸道標本的微生物譜進行了分析，發現呼吸道菌群的多樣性顯著下降，且呼吸道菌群多樣性的減少與疾病的嚴重程度和病死率相關[25]。由此看來，呼吸道菌群的多樣性可能成為預測機械通氣患者預后的生物標志物。
4 經氣管插管機械通氣影響呼吸道菌群改變的原因
Dickson 等[29]描述了導致肺部微生物變化的三個因素：遷移、消除和局部生長環境。借鑒 Dickson 等[29]的這一觀點，可分析經氣管插管機械通氣影響呼吸道菌群改變的原因。
4.1 非正常遷移
氣管插管為侵襲性操作，破壞氣道自然保護屏障。氣管內導管的放置在上氣道和氣管之間形成了異常的連續體，建立了富含細菌病原體的聲門下菌群庫。聲門下池中的分泌物被吸入氣管，并成為氣管導管內生物膜的一部分。然后，這種生物膜可以通過呼吸機擴散到肺部[30]。這會造成上呼吸道的菌群異常的遷徙到下呼吸道，同樣會改變氣道菌群的物種差異度縮小。聲門下分泌物引流可降低 VAP 的發生率，使機械通氣時 VAP 發生時間延遲可間接證明上述觀點[31]。
4.2 阻礙細菌的清除
在插管和機械通氣的患者中，呼吸道分泌物的消除也受到阻礙。正壓通氣、鎮靜劑和肌松劑的使用都阻礙了有效咳痰，從而阻礙了致病菌的清除。正壓通氣還會阻礙黏膜纖毛清除。另外，ICU 患者的固有免疫經常受到干擾[32]。急性呼吸窘迫綜合征患者在使用機械通氣時，常需深度鎮靜降低呼吸做功，減少呼吸機相關性肺損傷的發生，這也降低了黏液纖毛清除率，呼吸道自身的消除和抵抗潛在致病菌或外來菌的能力下降，最終導致呼吸到菌群發生改變。
4.3 生態環境變化
經氣管插管機械通氣的方式使得上、下呼吸道原有的生態環境發生了變化。正常呼吸道菌群根據呼吸道的 pH、氧分壓、二氧化碳分壓溫度等生理因素呈現不同的生物梯度[9]。而經氣管插管機械通氣勢必會使上述生理因素發生改變。氣道的生態環境發生了變化，導致菌群發生改變。
另外，在有創機械通氣時，患者營養方式、呼吸力學、質子泵抑制劑的使用等都會使呼吸道菌群發生改變[33]。以上機制需要更多的基礎實驗和臨床試驗進行研究。
5 討論及展望
近年來，人們對于人體各部位的微生物菌群的研究逐漸深入。為了進一步探究微生物與人體之間的關系，美國早在 2008 年開展了人類微生物組計劃，目是為了描述健康患者的微生物圖譜，進一步探究微生物與人體之間的關系[34]。對于微生物組與人體之間的研究的是十分重要的。重癥感染是危重癥醫學永恒的話題，因此研究 ICU 患者微生物菌群顯得格外重要。
對于呼吸道菌群的研究離不開生物學檢測技術的提升。目前使用的傳統細菌培養技術存在明顯的弱勢，傳統細菌培養的獲得檢測結果所需周期長，而且檢測結果假陰性率較高(30%～40%)[35]。假陰性率高的原因可能包括：（1）肺部細菌密度低；（2）難以培養出不同的細菌菌株；（3）正在進行的抗生素治療的影響。由于樣本受到上呼吸道細菌污染而導致的假陽性結果也可能影響治療決定，而利用基于測序技術能解決上述問題[36]。
另外，研究表明高密度的肺炎鏈球菌定植的攜帶者更容易患肺炎[37]，因此通過研究經氣管插管機械通氣對呼吸道菌群密度的改變對于研究 VAP 的發生機制有一定的意義。基于目前二代宏基應測序的先進方法，結合電子支氣管鏡肺泡灌洗、刷檢等精準且相對無菌的取材的手段，在不同時間點獲取經氣管插管機械通氣患者下呼吸道不同部位的菌群的密度的數據，并分析其與 VAP 發生的相關性，觀察導致 VAP 發生的致病菌群的密度在哪一時間段發生了變化，進一步回顧該時間段里患者的抗生素、呼吸機參數、營養結構等因素與 VAP 發生有無相關性。探究呼吸道菌群密度或將成為探索 VAP 發生機制的又一途徑。
經氣管插管有創機械通氣對呼吸道菌群豐度、多樣性都有影響，且研究空間還很大。呼吸道菌群的改變與重癥患者的臨床預后也有相關性，與 VAP 的發生也密切相關。因此，望今后國內開展更多相關的臨床試驗與基礎研究，以探索經氣管插管機械通氣對呼吸道菌群影響。
利益沖突：本文不涉及任何利益沖突。
人體與外界相同的腔道都有正常菌群定植。正常定植的呼吸道菌群參與人體多項生命活動，包括免疫耐受、防御感染、營養獲取等[1-3]。而定植菌的異位、種類和數量的變化可導致各種生理、病理改變。研究表明上呼吸道的定植菌向下呼吸道遷移可能是導致肺部感染的重要原因[4]，呼吸道菌群的改變與重癥患者的氣管插管拔除失敗、病死率增加等臨床結局相關[5]。經氣管插管機械通氣是重癥加強治療病房（intensive care unit，ICU）患者常用的呼吸支持方式，研究表明經氣管插管機械通氣會影響呼吸道菌群的結構、種類、數量和豐度等。因此，對經氣管插管機械通氣對呼吸道菌群的影響的研究進行綜述分析有助于進一步增強醫務人員對有創機械通氣造成的呼吸道菌群變化的認識，從而進一步探索呼吸道菌群的改變與臨床疾病之間的關系[6-7]。
1 正常呼吸道菌群的組成及功能
傳統的觀念認為下呼吸道是無菌的，但隨著宏基應組學的發展，這一觀念已經發生了改變。Charlson 等[8]對健康個體呼吸道的多個位點進行了密集采樣，使用 16S 熒光定量聚合酶鏈反應和焦磷酸測序進行了全面的定量和定性分子分析，發現整個呼吸道存在一個高度同源的微生物組。上、下呼吸道菌群表現為“地貌連續性”。上、下呼吸道菌群的差異主要體現在生物含量，而菌群構成的特異性并不顯著。上述研究發現普雷沃氏菌和韋榮氏球菌屬是兩種最常見的同時存在于上呼吸道和下呼吸道的菌屬，從而說明存在于上呼吸道和下呼吸道的細菌之間存在重疊。
1.1 呼吸道菌群的組成
上呼吸道不同的解剖結構具有不同的上皮細胞類型，以及不同的濕度、溫度、pH 等環境因素。這些不同的因素決定了上呼吸道菌群的多樣性。上呼吸道菌群主要包括丙酸桿菌屬、棒狀桿菌屬、莫拉菌屬和鏈球菌屬等[9]。上呼吸道菌群被看作是人類健康的“看門人”。在上呼吸道建立和維持一個穩定的微生物群，使其能夠抵御外來病原體的入侵和擴散，對呼吸健康有至關重要的作用[9]。
在健康個體中，細菌通過黏膜直接擴散或誤吸進入肺部。根據傳統微生物學的評估，細菌密度低是下呼吸道的主要特點，每克組織中約只有 1×103～1×105 個細菌[10]。盡管下呼吸道的菌群密度很低，但同樣表現出豐富的多樣性。在豐富多樣的下呼吸道菌群中，可以識別出一組存在于大多數健康個體中的菌群，代表肺部的核心微生物群[9, 11]。這個核心微生物群主要由普雷沃氏菌屬、鏈球菌屬、韋氏菌屬、梭桿菌屬和嗜血桿菌屬組成[10, 12]。對每個個體來說，肺微生物群的組成都來自于這個核心微生物群[10, 13]，這或將成為健康呼吸道的生物標志。
1.2 正常呼吸道菌群的主要功能
Kitsios 等[14]將正常的微生物菌群，包括呼吸道菌群、腸道菌群等，視作是人體的功能器官，協同完成人體多種生命活動。比如，正常呼吸道菌群與呼吸道免疫系統的建立和成熟存在一定聯系[15-17]。其次，正常呼吸道菌群具備免疫清除和免疫監視的作用，這也與肺部腫瘤的發生發展有關[18]。再次，正常呼吸道菌群也能起到防御致病病原體感染的作用，呼吸道菌群的紊亂更容易導致肺部感染[19]。另外，正常呼吸道菌群和皮膚、腸道、泌尿生殖道等正常菌群共同參與人體營養獲取、神經調節、物質代謝等生理活動[20]。
2 經氣管插管機械通氣下的呼吸道主要菌群
1993 年，王洪濟等[21]對經氣管插管機械通氣的患者的下呼吸道菌群進行分析，通過無菌導管經氣管插管吸取40例呼吸衰竭患者的下呼吸道分泌物共 173 份，并進行培養和細菌的耐藥性分析，發現革蘭陰性桿菌占 74.7%，其中以銅綠假單胞菌（21.5%）、肺炎克雷伯桿菌（21.5%）和大腸埃希菌為主（13.4%）為主。這是我國對于 ICU 中氣管插管患者的呼吸道菌群的早期研究。銅綠假單胞菌是經氣管插管機械通氣患者的主要定植菌的發現與 1995 年在西班牙開展的一項探究氣道定植菌與呼吸機相關性肺炎（ventilator-associated pneumonia，VAP）發生相關性的研究的結果類似[22]。該研究對 100 例機械通氣過程中患者的氣道分泌物進行傳統培養，發現銅綠假單胞菌是主要的氣道定植菌（P<0.005）。但這兩項研究囿于傳統培養的局限性，最終獲取到的菌群種類十分有限。
Smith 等[23]回收了 15 例無慢性肺病的術后經氣管插管機械通氣患者的經傳統培養為陰性的支氣管肺泡灌洗液樣本，利用高通量基于測序檢測方法系統地評估其中的菌群組成。該研究發現這一組樣本中的菌群表現出高度相似的多樣性和相對豐度，該類菌群由氫噬胞菌屬、未分類類桿菌、擬桿菌屬、梭菌屬和不動桿菌屬組成，這些菌屬可能代表了無肺部疾病經氣管插管機械通氣患者氣道中常見的非致病性的菌屬。
3 經氣管插管機械通氣下的呼吸道菌群的變化
經氣管插管機械通氣對呼吸道菌群的影響主要體現在菌群的豐度和多樣性。呼吸道菌群的豐度和多樣性的變化通常與一些特定菌屬相關，并且與某些臨床結局相關。
3.1 呼吸道菌群相對豐度的變化
研究已經證明，在 ICU 經氣管插管機械通氣的患者中，定植于宿主下呼吸道的菌群的相對豐度降低，其中包括韋榮氏球菌屬、普雷沃菌屬和奈瑟氏菌屬[8, 12, 24]。Lamarche等[25]將 35 位健康人以及 34 例經氣管插管機械通氣的危重患者的不同部位的菌群進行比較。將從經氣管插管機械通氣患者隊列的下呼吸道取得的 29 份氣管內吸出物樣本與來自健康隊列的 7 份支氣管肺泡灌洗樣本進行比較，通過在 Illumina MiSeq 測序平臺上進行基因組 DNA 提取和擴增測序。經過多次試驗校正后，分析表明：（1）呼吸樣本中 34 個運算分類單元的相對豐度在氣管插管患者和健康個體之間存在顯著差異；（2）與健康組相比，氣管插管組的菌群豐度顯著降低，其中包括奈瑟氏球菌屬、韋氏球菌屬、鏈球菌屬、葡萄球菌屬和棒狀桿菌屬。Zakharkina 等[26]納入了因呼吸衰竭的非感染性原因而接受有創機械通氣的 35 例患者（患者在入 ICU 前 5 d 內未接受抗生素治療，且入院時胸部 X 線片未提示肺部感染），每周取 3 次氣道抽吸物，用羅氏 454 平臺進行 16S rRNA 基因測序呼吸道微生物群的組成，探究 ICU 中機械通氣時肺部微生物菌群動態變化及其與肺炎發生的關系。研究發現發生 VAP 的患者呼吸道菌群豐度失調更加嚴重，且與伯克霍爾德氏菌、金黃色葡萄球菌和假單胞菌屬的相對豐富增高程度呈正相關。不過該發現還需進一步驗證。
3.2 呼吸道菌群多樣性的變化
同時，在氣管插管機械通氣患者中的呼吸道菌群的多樣性也是降低的。Yeh 等[27]通過采集入 ICU 48 h 內的經氣管插管機械通氣患者中的氣管抽吸物，在入 ICU 的48 h 內進行樣本采集，此后每 3～4 天重復采集 1 次，最終納入 32 例患者，共采集 54 份氣道抽吸物。通過高通量測序的方法，運用 16S RNA 擴增的方式對標本中的微生物進行測序。α 多樣性是對每個樣本中有中菌群的分類及其分布均勻性的生態學指標，該研究發現氣道抽吸物的 α 多樣性較低，且隨時間的推移沒有顯著差異。這表明經氣管插管機械通氣患者的呼吸道菌群的多樣性是下降的。Kelly 等[28]為了探索機械通氣期間呼吸道菌群的動態變化情況，并檢測可能未被傳統培養識別的優勢細菌種類，通過對 ICU 中 15 例經氣管插管機械通氣的患者的上、下呼吸道進行取樣，對不同生態距離進行統計分析。該研究發現經氣管插管的患者的上、下呼吸道菌群的種類與健康人的呼吸道菌群有明顯的差異，且上呼吸道和下呼吸道菌群多樣性減少。研究還通過 16S rRNA 基因測序鑒定了常規培養未發現的優勢菌種，即解脲支原體和糞腸球菌。一項為探究機械通氣過程中微生物失調與死亡率的前瞻性觀察研究中，納入人群為采集標本前的 6 個月內未接受抗生素治療的18歲以上的重癥肺炎患者。該研究用 16S RNA 基因測序方法對其中行氣管插管有創機械通氣的 34 例患者的呼吸道標本的微生物譜進行了分析，發現呼吸道菌群的多樣性顯著下降，且呼吸道菌群多樣性的減少與疾病的嚴重程度和病死率相關[25]。由此看來，呼吸道菌群的多樣性可能成為預測機械通氣患者預后的生物標志物。
4 經氣管插管機械通氣影響呼吸道菌群改變的原因
Dickson 等[29]描述了導致肺部微生物變化的三個因素：遷移、消除和局部生長環境。借鑒 Dickson 等[29]的這一觀點，可分析經氣管插管機械通氣影響呼吸道菌群改變的原因。
4.1 非正常遷移
氣管插管為侵襲性操作，破壞氣道自然保護屏障。氣管內導管的放置在上氣道和氣管之間形成了異常的連續體，建立了富含細菌病原體的聲門下菌群庫。聲門下池中的分泌物被吸入氣管，并成為氣管導管內生物膜的一部分。然后，這種生物膜可以通過呼吸機擴散到肺部[30]。這會造成上呼吸道的菌群異常的遷徙到下呼吸道，同樣會改變氣道菌群的物種差異度縮小。聲門下分泌物引流可降低 VAP 的發生率，使機械通氣時 VAP 發生時間延遲可間接證明上述觀點[31]。
4.2 阻礙細菌的清除
在插管和機械通氣的患者中，呼吸道分泌物的消除也受到阻礙。正壓通氣、鎮靜劑和肌松劑的使用都阻礙了有效咳痰，從而阻礙了致病菌的清除。正壓通氣還會阻礙黏膜纖毛清除。另外，ICU 患者的固有免疫經常受到干擾[32]。急性呼吸窘迫綜合征患者在使用機械通氣時，常需深度鎮靜降低呼吸做功，減少呼吸機相關性肺損傷的發生，這也降低了黏液纖毛清除率，呼吸道自身的消除和抵抗潛在致病菌或外來菌的能力下降，最終導致呼吸到菌群發生改變。
4.3 生態環境變化
經氣管插管機械通氣的方式使得上、下呼吸道原有的生態環境發生了變化。正常呼吸道菌群根據呼吸道的 pH、氧分壓、二氧化碳分壓溫度等生理因素呈現不同的生物梯度[9]。而經氣管插管機械通氣勢必會使上述生理因素發生改變。氣道的生態環境發生了變化，導致菌群發生改變。
另外，在有創機械通氣時，患者營養方式、呼吸力學、質子泵抑制劑的使用等都會使呼吸道菌群發生改變[33]。以上機制需要更多的基礎實驗和臨床試驗進行研究。
5 討論及展望
近年來，人們對于人體各部位的微生物菌群的研究逐漸深入。為了進一步探究微生物與人體之間的關系，美國早在 2008 年開展了人類微生物組計劃，目是為了描述健康患者的微生物圖譜，進一步探究微生物與人體之間的關系[34]。對于微生物組與人體之間的研究的是十分重要的。重癥感染是危重癥醫學永恒的話題，因此研究 ICU 患者微生物菌群顯得格外重要。
對于呼吸道菌群的研究離不開生物學檢測技術的提升。目前使用的傳統細菌培養技術存在明顯的弱勢，傳統細菌培養的獲得檢測結果所需周期長，而且檢測結果假陰性率較高(30%～40%)[35]。假陰性率高的原因可能包括：（1）肺部細菌密度低；（2）難以培養出不同的細菌菌株；（3）正在進行的抗生素治療的影響。由于樣本受到上呼吸道細菌污染而導致的假陽性結果也可能影響治療決定，而利用基于測序技術能解決上述問題[36]。
另外，研究表明高密度的肺炎鏈球菌定植的攜帶者更容易患肺炎[37]，因此通過研究經氣管插管機械通氣對呼吸道菌群密度的改變對于研究 VAP 的發生機制有一定的意義。基于目前二代宏基應測序的先進方法，結合電子支氣管鏡肺泡灌洗、刷檢等精準且相對無菌的取材的手段，在不同時間點獲取經氣管插管機械通氣患者下呼吸道不同部位的菌群的密度的數據，并分析其與 VAP 發生的相關性，觀察導致 VAP 發生的致病菌群的密度在哪一時間段發生了變化，進一步回顧該時間段里患者的抗生素、呼吸機參數、營養結構等因素與 VAP 發生有無相關性。探究呼吸道菌群密度或將成為探索 VAP 發生機制的又一途徑。
經氣管插管有創機械通氣對呼吸道菌群豐度、多樣性都有影響，且研究空間還很大。呼吸道菌群的改變與重癥患者的臨床預后也有相關性，與 VAP 的發生也密切相關。因此，望今后國內開展更多相關的臨床試驗與基礎研究，以探索經氣管插管機械通氣對呼吸道菌群影響。
利益沖突：本文不涉及任何利益沖突。