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慢性铜绿假单胞菌肺部感染是既存肺部疾病患者发病率和死亡率的重要原因。一旦感染形成，通常难以根除，且尽管进行了长期抗菌治疗，感染往往仍会持续存在，但其潜在机制仍知之甚少。为明确铜绿假单胞菌如何占据并适应病变肺组织，我们采用宿主-病原体空间转录组学，对来自囊性纤维化（CF）和慢性阻塞性肺疾病（COPD）患者的移植切除肺和外科切除肺中的超过2300万个肺细胞进行了原位分析，绘制了细菌生态位及其转录状态图谱。 我们发现，铜绿假单胞菌在慢性感染的人肺组织中呈现出与不同生态位相关的 distinct 状态。细菌负荷在气道腔内最高，但在CF组织中，细菌还占据了黏膜下腺、肺实质，并且出人意料地存在于血管腔内。在气道腔内，出现了两种相互耦联的宿主-病原体状态：一种是富含海藻酸盐、类似生物被膜的状态，与PI3+中性粒细胞炎症及宿主化学感知程序相关；另一种是具有运动性和群体感应特征、并伴随6型分泌系统激活的状态，与人类纤毛应激、上皮重塑及蛋白水解性损伤相关。血管内细菌与中性粒细胞、纤维蛋白以及血管重塑特征共定位，提示局部屏障完整性破坏及随后发生的免疫遏制。铜绿假单胞菌还表现出疾病特异性的细胞关联，在CF中以中性粒细胞主导的相互作用为主，而在COPD中则更多与巨噬细胞和树突状细胞相关。 总体而言，这些数据揭示了慢性铜绿假单胞菌感染是一种空间分区的生态系统，其中解剖学微环境塑造了不同的细菌生活方式和宿主炎症状态。这一生态位分辨框架有助于解释持续性感染如何在单个肺内发生多样化，并提示若要实现有效根除，治疗策略可能需要同时针对多个解剖学和细胞生态位。
慢性铜绿假单胞菌肺部感染是既往存在肺部疾病人群发病和死亡的重要原因。一旦感染确立，通常难以根除，且常常在长期抗菌治疗下仍持续存在，但其潜在机制仍知之甚少。为明确铜绿假单胞菌如何占据并适应病变肺组织，我们采用宿主-病原体空间转录组学，对来自囊性纤维化（CF）和慢性阻塞性肺疾病（COPD）患者的移植切除肺和手术切除肺中的超过2300万个肺细胞进行原位图谱分析，绘制细菌生态位及其转录状态。 我们发现，铜绿假单胞菌在慢性感染的人肺组织中呈现出与不同生态位相关的 distinct 状态。细菌负荷在气道腔内最高，但细菌也存在于黏膜下腺体、肺实质，并且在CF组织中还出人意料地出现在血管腔内。在气道腔内，出现了两种相互耦联的宿主-病原体状态：一种是富含海藻酸盐、类似生物被膜的状态，与PI3+中性粒细胞炎症及宿主化学感知程序相关；另一种是具有运动性和群体感应特征、并伴随6型分泌系统激活的状态，与人类纤毛应激、上皮重塑和蛋白水解性损伤相关。血管内细菌与中性粒细胞、纤维蛋白及血管重塑特征共定位，提示局部屏障完整性破坏及随后发生的免疫遏制。铜绿假单胞菌还表现出疾病特异性的细胞关联，在CF中以中性粒细胞主导的相互作用为主，而在COPD中则更多与巨噬细胞和树突状细胞相关。 综上，这些数据揭示慢性铜绿假单胞菌感染是一种空间分隔的生态系统，其中解剖学微环境塑造了不同的细菌生活方式和宿主炎症状态。这一基于生态位分辨的框架有助于解释持续性感染如何在同一肺内发生多样化，并提示要实现有效根除，治疗可能需要同时靶向多个解剖学和细胞生态位。
Sarah A Teichman 是 10x Genomics 的非执行董事。
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📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.07.01.735213v1?rss=1
🏷️ 铜绿假单胞菌 慢性肺部感染 空间转录组学 宿主-病原体互作 囊性纤维化 肺部生态位