肺の生態学に向けて：肺微生物学と肺炎の病因の新しい概念モデル

肺炎は、抗生物質の発見以来、新しい治療方法が臨床診療に入っていない罹患率と死亡率の主な原因です。文化に依存しない微生物同定の技術の革新は、以前は感染症の存在下で不妊であると考えられていた肺が微生物の多様で動的なコミュニティを含むことを示しています。この個人的な見解では、これらの観察結果は、肺微生物学の伝統的な概念モデルの不十分さと肺炎の病因を示しており、研究と実践の進歩を妨げていると主張しています。肺微生物学の従来のモデルを置き換えるために3つの新しい概念モデルを提案します。肺生物地理学の適応島モデル、肺微生物叢に対する環境勾配の効果、および未熟な陽性フィードバックループによって推進される緊急現象としての肺炎です。肺微生物叢の生態系には、複雑な適応システムのすべての特徴があると主張します。共通の空間内で相互作用する多様なエンティティが相互依存的なアクションを示し、条件の変化に適応する能力を持っています。複雑な適応システムは、肺炎の病因の従来のモデルに代表される単純な線形システムとは、根本的に異なるものであり、明確な分析的アプローチが必要です。

Pneumonia is a major cause of morbidity and mortality for which no new methods of treatment have entered clinical practice since the discovery of antibiotics. Innovations in the techniques of culture-independent microbial identification have shown that the lungs, previously deemed sterile in the absence of infection, contain diverse and dynamic communities of microbes. In this Personal View, we argue that these observations have shown the inadequacy of traditional conceptual models of lung microbiology and the pathogenesis of pneumonia, hampering progress in research and practice. We propose three new conceptual models to replace the traditional models of lung microbiology: an adapted island model of lung biogeography, the effect of environmental gradients on lung microbiota, and pneumonia as an emergent phenomenon propelled by unexplored positive feedback loops. We argue that the ecosystem of lung microbiota has all of the features of a complex adaptive system: diverse entities interacting with each other within a common space, showing interdependent actions and possessing the capacity to adapt to changes in conditions. Complex adaptive systems are fundamentally different in behaviour from the simple, linear systems typified by the traditional model of pneumonia pathogenesis, and need distinct analytical approaches.