引言
随着艾滋病病毒（HIV）和新型冠状病毒（SARS-CoV-2）在全球的持续传播，两者的共感染问题引发了广泛关注。高龄、免疫抑制、男性性别和合并症已被确定为SARS-CoV-2感染后重症结局的风险因素，而HIV感染者的COVID-19相关死亡风险也显著增加。尽管这两种病毒引起的疾病表现不同，但其致病机制存在显著相似之处，特别是它们都能引发系统性炎症反应。HIV感染的特点是慢性细胞因子释放导致的持续炎症，这与肠屏障通透性增加和细菌易位有关，即使进行抗逆转录病毒治疗（ART），这些病理特征仍然存在。相比之下，COVID-19的特点是急性细胞因子风暴，直接导致临床表现。此外，这两种感染均与肠道微生物群（gut microbiota）的改变有关。本研究旨在探索HIV/SARS-CoV-2共感染患者中，肠道微生物群的改变、微生物易位情况，并识别与COVID-19严重程度相关的微生物特征。
材料与方法
本研究在上海市公共卫生临床中心开展，共纳入38名HIV/AIDS患者，其中20名为SARS-CoV-2共感染者（PC组），18名为未感染SARS-CoV-2的对照组（NC组）。PC组根据COVID-19病情严重程度进一步分为轻度至中度组（PC1，13例）、重度至危重组（PC2，3例）以及混合感染组（PC3，4例，即合并其他呼吸道病原体感染）。所有入组患者均为汉族，饮食结构相似。采集所有参与者的血液和粪便样本。通过酶联免疫吸附试验（ELISA）检测血清中的脂多糖（LPS）、可溶性CD14（sCD14）和连蛋白（zonulin）水平，以评估微生物易位和肠道屏障完整性。采用全基因组鸟枪法测序（Illumina NovaSeq/HiSeq平台）对粪便样本进行宏基因组分析。使用QIIME2计算群落多样性指数，并利用线性判别分析（LEfSe）方法识别组间存在差异的微生物类群。统计分析和绘图分别使用Stata、GraphPad Prism和R软件完成。
结果
1. 患者队列与微生物易位标志物差异
本研究共纳入38名患者。两组（PC组与NC组）在年龄、HIV病毒载量、CD4+ T细胞计数等主要风险因素上无统计学差异。
通过检测微生物易位标志物发现，与NC组相比，PC组患者的血浆LPS水平（78.09 pg/mL vs. 48.72 pg/mL）和sCD14水平（2667 ng/mL vs. 1927 ng/mL）均显著升高（p值分别为0.032和0.0015）。连蛋白水平在两组间虽未显示显著差异，但PC组有升高趋势。这些结果表明，HIV/SARS-CoV-2共感染加剧了肠道屏障功能障碍和微生物易位。
2. 肠道微生物群的丰富度、多样性和组成
测序深度覆盖充分。分析显示，PC组与NC组之间，以及PC各亚组之间，肠道菌群的α多样性（如Chao1、Shannon指数）均未观察到显著差异。然而，基于Bray-Curtis相异度的β多样性分析表明，PC组与NC组的微生物群落组成存在显著差异。主坐标分析（PCoA）和UPGMA聚类分析结果进一步证实了这种组间群落结构的差异。
3. 组间肠道微生物群差异
韦恩图分析显示，PC组和NC组分别有329个和216个独特的微生物物种，而两组共享的核心物种有677个。LEfSe分析揭示了两组间在门、科、属水平上共29个具有显著差异的特征类群。
一个关键的发现是，与轻度至中度COVID-19患者（PC1）和未感染SARS-CoV-2的对照组（NC）相比，重症至危重COVID-19患者（PC2）粪便中Blautia_argi的相对丰度显著降低（p值分别为0.043和0.006）。这提示Blautia菌属的减少可能与COVID-19的临床恶化有关。
4. 基于肠道菌群识别HIV/SARS-CoV-2共感染
通过构建受试者工作特征（ROC）曲线模型，研究发现九个细菌属在区分有无SARS-CoV-2感染的HIV患者方面具有显著的诊断潜力（曲线下面积AUC > 0.7）。其中，Akkermansia菌属的预测价值最高（AUC = 0.811），其次是Roseburia、Lachnoclostridium等菌属。LEfSe分析也证实，PC组中Akkermansiaceae科及其代表种Akkermansia muciniphila的丰度显著降低，这可能与肠道屏障功能受损有关。
5. HIV与SARS-CoV-2共感染患者肠道微生物群的功能预测
对京都基因与基因组百科全书（KEGG）数据库的功能通路进行LEfSe分析发现，与NC组相比，PC组样本中与柠檬烯和蒎烯降解（Limonene_and_pinene_degradation）以及脂肪酸降解（Fatty_acid_degradation）相关的功能类别更为富集。而在PC2组（重症至危重组）中，生物系统（Organismal_Systems）和运输与分解代谢（Transport_and_catabolism）通路显著富集。这些结果表明，SARS-CoV-2感染可能加剧了HIV感染者肠道菌群介导的脂质代谢失调。
讨论
本研究揭示了HIV/SARS-CoV-2共感染的两个标志性病理生理特征：加剧的微生物易位和物种特异性的肠道菌群改变，而非整体失调，并且Blautia的耗竭与COVID-19的严重程度相关。
微生物易位是HIV感染者中持续性免疫激活的重要驱动因素。本研究中，共感染患者血浆LPS和sCD14水平显著升高，这与既往研究一致。尽管未检测血浆微生物组来提供直接证据，但这一发现间接提示SARS-CoV-2感染可能加剧了HIV感染者的肠道屏障损伤和微生物易位。
在肠道菌群方面，共感染并未改变总体菌群的α多样性，但改变了其β多样性结构。这可能意味着，病原体共感染更倾向于重塑菌群的结构而非破坏其整体丰度。尤其值得注意的是，作为一种具有益生特性的厌氧菌属，Blautia在重症COVID-19患者中的丰度最低，提示其丰度可能与共感染患者的肺部疾病严重程度存在潜在关联。
此外，研究发现了九个具有显著鉴别能力的细菌属，其中Akkermansia的鉴别能力最强。Akkermansia muciniphila作为一种共生菌，其缺乏或丰度减少与多种疾病状态相关。然而，其在HIV/SARS-CoV-2共感染中的确切作用和机制仍需进一步研究。
功能预测分析显示，共感染患者肠道菌群中脂肪酸降解通路显著富集。鉴于脂质在病毒生命周期中的关键作用，以及肠道菌群可通过多种途径调节宿主脂质代谢，这一发现表明，共感染期间特征性的肠道菌群改变可能通过脂质代谢等途径调节肠道微环境，进而对宿主产生系统性代谢影响。
局限性
本研究存在若干局限性。首先，队列规模有限，尤其是重症至危重组（PC2组）样本量过小，制约了结论的统计稳健性和外部有效性。混合感染组（PC3组）无法排除其他呼吸道病原体的潜在影响。方法学上的一个显著局限是缺乏HIV阴性对照组，这妨碍了将观察到的肠道菌群改变明确归因于HIV感染。此外，研究发现的微生物关联多为相关性观察，缺乏体外功能实验或体内动物模型验证的支持。这些局限性凸显了未来需要进行更全面、纵向的研究。
结论
总之，本研究为理解HIV/AIDS患者合并SARS-CoV-2感染时的肠道微生物组变化提供了有价值的见解。共感染患者表现出肠道通透性增加和微生物易位加剧。尽管总体微生物组多样性保持稳定，但特定的微生物特征，如Akkermansia和Blautia_argi，与共感染状态及COVID-19严重程度相关。这些发现表明，肠道微生物群可能在疾病进展中发挥作用，并有可能作为识别共感染患者的潜在生物标志物，为未来开发更好的共感染管理策略铺平了道路。
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