第二章 尿路细菌微生态学

第一节 概述

微生态（micro-ecology）是存在于植物或动物体内的包括共生微生物和病原微生物的共生生态群落。人体微生态是近年发现的具有重要作用的“新器官”，其在维持人体健康和疾病的发生发展过程中发挥着不可或缺的作用。微生物群（microbiota）主要包括细菌、古菌、原生动物、真菌和病毒等具体微生物种类；微生物组（microbiome）是指一个特定环境或者生态系统中全部微生物及其遗传信息，包括其细胞群体和数量、全部遗传物质（基因组）。它界定了涵盖微生物群及其全部遗传与生理功能，其内涵包括了微生物与环境和宿主的相互作用。微生物组学（microbiomics）是以微生物组为对象，研究其结构与功能、内部群体间的相互关系和作用机制，研究其与环境或宿主的相互关系，并最终能够调控微生物群体生长、代谢等，为人类健康和社会可持续发展服务的学科。在对人体微生物群的描述中常用到的指数包括α多样性和β多样性。α多样性主要关注局域均匀生境下的物种数量，因此也被称为生境内的多样性（within-habitat diversity）。β多样性指沿环境梯度不同生境群落之间物种组成的相异性或物种沿环境梯度的更替速率，也被称为生境间的多样性（between-habitat diversity）。不同群落或某环境梯度上不同点之间的共有种越少，β多样性越大。精确测定β多样性具有重要意义，这是因为：①它可以指示物种被生境隔离的程度；②β多样性的测定值可以用来比较不同地段的生境多样性；③β多样性与α多样性一起构成了总体多样性或一定地段的生物异质性。

在跨学科研究的帮助下，临床医师尝试了解微生物群在各个器官中所扮演的角色，然而这些微生物群与宿主之间所产生的相互作用以及这种相互作用在健康和疾病之间的关系是非常复杂的。对于研究者而言，要想在短时间内探索这种共生关系绝不可能，因为随着研究深入，这一共生关系愈发复杂。自微生物进入学者的研究中以来，国内外主要聚焦于探索肠道微生物，对于泌尿道微生物的研究也是近些年才开展。目前研究人员已经使用高通量测序和增强尿培养（expanded quantitative urine culture，EQUC）技术发现并确认人体尿路中的微生物，由此“健康人泌尿道是无菌状态”这一教条理论被打破。

随着对尿路细菌微生态的深入研究，泌尿道微生物研究领域的权威学者Alan J Wolfe教授在2018年首次提出概括性术语“urobiome”一词来表达尿液中的微生物群及微生物组。前期的临床研究已经发现尿路微生物与泌尿系统疾病之间存在关联，然而同人体其他部位的微生物组一样，在尿路微生物组研究中仍需要深入探索其与泌尿系统疾病的潜在机制关系。

人体的尿路微生物群主要是由细菌、古生菌、病毒和真菌组成，在性别不同的人群中尿路微生物群不尽相同，并且随着年龄变化微生物群可能也会发生改变。

对于尿路微生物群，我们尚只看到零光片羽。本章将从正常尿路微生态和疾病状态下尿路细菌微生态两个方面进行阐述，并对尿路细菌微生物与泌尿系统疾病的临床表现、诊断、治疗原则等临床问题进行讨论。

（吴芃　编　郑波　审）