Την τελευταία δεκαετία, η ανακάλυψη νέων τεχνικών ανάλυσης έχει οδηγήσει σε καλύτερη κατανόηση των μικροβίων που βρίσκονται στον ανθρώπινο οργανισμό. Το σύνολο των μικροβίων αυτών είναι γνωστό ως μικροβίωμα. Ο οργανισμός του ανθρώπου αποτελεί ξενιστή για τρισεκατομμύρια μικρόβια. Το γονιδίωμα, δε, των μικροβίων αυτών περιέχει συνολικά 360 φορές περισσότερα γονίδια σε σχέση με το αντίστοιχο του ανθρώπου.
Στο παρελθόν, υπήρχε η πεποίθηση ότι οι πνεύμονες στους υγιείς ενήλικες είναι στείροι μικροβίων, ωστόσο οι νέες τεχνικές έδειξαν ότι το κατώτερο τμήμα του αναπνευστικού συστήματος αποτελεί την κατοικία μίας κοινότητας μικροβίων με μεγάλη ποικιλομορφία: του πνευμονικού μικροβιώματος. Νέα στοιχεία έρχονται συνεχώς στο φως τα οποία δείχνουν ότι μία ιδιαίτερη μικροβιακή χλωρίδα είναι παρούσα τόσο στους πνεύμονες υγιών όσο και ασθενών ατόμων.
Η έρευνα πάνω στο μικροβίωμα των πνευμόνων προχωρά με ταχείς ρυθμούς και γίνονται σημαντικές ανακαλύψεις σχετικά με τη σύνδεση του μικροβιώματος αυτού με διάφορες αναπνευστικές παθήσεις. Ελπίζουμε, σήμερα, ότι η συνεχιζόμενη έρευνα στο πεδίο αυτό θα προσφέρει πληροφορίες για την παθογένεια των παθήσεων του αναπνευστικού καθώς και το ρόλο του μικροβιώματος στην υγεία των πνευμόνων. Η ανάλυση του πνευμονικού μικροβιώματος γίνεται κυρίως με βρογχοκυψελιδικό έκπλυμα (BAL), αν και για τους ασθενείς με κυστική ίνωση χρησιμοποιείται επίσης η καλλιέργεια πτυέλων.
Ο Υγιής Πνεύμονας
Θεωρείται ότι οι εμβυϊκοί πνεύμονες είναι στείροι μικροβίων και τα βρέφη αποκτούν το αναπνευστικό μικροβίωμα μετά τον τοκετό. Αμέσως μετά τον τελευταίο, τα μικρόβια της μητέρας αποικούν ταχέως τις βλεννογόνους επιφάνειες του βρέφους. Αρχικά, ο αποικισμός είναι ομοιόμορφος σε όλα τα σημεία του σώματος, ωστόσο το μικροβίωμα παρουσιάζει γρήγορα διαφοροποίηση στο κάθε όργανο του σώματος με μία διαδικασία που διαρκεί μερικές ημέρες ή εβδομάδες.
Αρκετές έρευνες έχουν ταυτοποιήσει τα μικρόβια που συνθέτουν το πνευμονικό μικροβίωμα μέσω δειγμάτων που έχουν ληφθεί από υγιείες ενήλικες με τη χρήση BAL. Οι έρευνες αυτές έδειξαν ότι τα πλέον κοινά μικρόβια ανήκουν στις κατηγορίες Bacteroides, Firmicutes και Proteobacteria. Τα συχνότερα είδη αποτελούν τα Steptococcus, Pseudomonas, Veillonella και Prevotella.
Κυστική Ίνωση
Γνωρίζουμε ελάχιστα σχετικά με το πνευμονικό μικροβίωμα στους ασθενείς με κυστική ίνωση αλλά και τον τρόπο με τον οποίο η μικροβιακή κοινότητα των αεραγωγών συμβάλλει στην παθολογία της νόσου.
Διάφορες μοριακές τεχνικές έχουν αποκαλύψει μία πολυπλοκότητα στο μικροβίωμα των αεραγωγών που δεν είχε παρατηρηθεί στο παρελθόν στους ασθενείς με κυστική ίνωση. Μία έρευνα του 2004 από τον GB Rogers et al. η οποία δημοσιεύτηκε στο Journal of Clinical Microbiology, έδειξε ότι οι ασθενείς με κυστική ίνωση που πάσχουν από κάποια βακτηριακή λοίμωξη παρουσιάζουν πολλά διαφορετικά βακτηριακά είδη στα πτύελά τους. Πολλές έρευνες έκτοτε έχουν δείξει ότι ο αποικισμός των αεροφόρων οδών στην κυστική ίνωση είναι πολυμικροβιακός και περιλαμβάνει αρκετά βακτηριακά είδη που δεν είχαν ανιχνευθεί στο παρελθόν με τις καλλιέργειες.
Άλλες έρευνες πάνω στο πνευμονικό μικροβίωμα ασθενών με κυστική ίνωση έχουν αναδείξει επίσης την παρουσία αγνώστων μέχρι πρότινος βακτηριακών ειδών, τα οποία είναι δυνητικά παθογόνα και συμβάλουν στη φλεγμονή και την καταστροφή των αεραγωγών.
Άσθμα και Αλλεργίες
Μία σημαντική έρευνα, που δημοσιεύτηκε στο PLoS ONE το 2011 από τον Markus Hilty και τους συνεργάτες του, συνέκρινε το πνευμονικό μικροβίωμα ασθενών με άσθμα με το μικροβίωμα υγιών εθελοντών. Οι ερευνητές παρατήρησαν αύξηση του Proteobacteriae και μείωση του Bacteroidetes στους ασθενείς με άσθμα. Τα βακτηριακά είδη που ευθύνονται για την αύξηση του Proteobacteriae ήταν η Moraxella, η Neisseria και ο Haemophilus.
Μία άλλη έρευνα από την YJ Huang et al., η οποία δημοσιεύτηκε στο The Journal of Allergy and Clinical Immunology το 2011, εξερεύνησε τις διαφορές στο πνευμονικό μικροβίωμα μεταξύ ασθενών με άσθμα και υγιών ατόμων μίας ομάδας ελέγχου. Οι ερευνητές παρατήρησαν ότι το πνευμονικό μικροβίωμα των ασθενών με άσθμα παρουσίαζε μεγάλη ποικιλομορφία και υψηλότερα ποσοστά του Proteobacteriae. Η παρουσία πολλαπλών ειδών συνδέθηκε επίσης θετικά με τον βαθμό βρογχικής υπεραντιδραστικότητας που παρουσιάζουν οι ασθενείς με άσθμα.
Επιπλέον, μία έρευνα από το Πανεπιστήμιο της Κοπεγχάγης έδειξε ότι τα παιδιά που φέρουν στους πνεύμονές τους παθογόνα βακτήρια μετά τον τοκετό έχουν αυξημένο κίνδυνο να παρουσιάσουν άσθμα, σε σχέση με τα παιδιά χωρίς τα συγκεκριμένα βακτήρια. Τέλος, μία έρευνα από το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια έδειξε ότι οι ενήλικες ασθενείς με άσθμα έχουν συνολικά περισσότερα βακτήρια στους πνεύμονές τους σε σχέση με τους υγιείς. Η βαρύτητα του άσθματος έχει επίσης σχετιστεί με μεγάλη ποικιλομορφία του πνευμονικού μικροβιώματος.