肠道菌群与婴幼儿过敏性疾病的关系研究
目的:分析过敏患儿和健康婴幼儿肠道微生物群，探究婴幼儿肠道微生物群和过敏性疾病之间的关系，识别出与过敏性疾病相关的特定微生物群，为预防和治疗婴幼儿过敏性疾病提供科学依据。分析生命初期肠道微生物组成以及不同时间点（0月龄、6月龄和12月龄）婴幼儿肠道微生物群相对丰度的动态变化特征，为生命初期肠道菌群对婴儿过敏性疾病可能的预测功能提供科学依据。 方法:基于建立的婴幼儿研究队列随访其至12月龄，结合临床过敏专科医生的诊断，筛选出符合标准的57例婴幼儿进行病例对照研究，包括12月龄内患有过敏性疾病婴幼儿37例和健康对照20例，分组命名分别为过敏组（AllergyGroup，A）和非过敏组(Nonallergicgroup，NA)。对应分组将两组婴幼儿0月龄（刚出生）、6月龄和12月龄时的粪便样本，按照粪便样本采集时间(month，M)分别命名为AOM组和NAOM组、A6M组和NA6M组、A12M组和NA12M组。利用调查问卷和电话随访的方式收集受试者基础信息，并通过两步法PCR扩增细菌后，利用IlluminaHiseq2500高通量测序平台完成16SrRNAV3～V4区测序。 结果:1.婴幼儿肠道丰度物种注释结果显示，门水平上，0月龄、6月龄和12月龄婴幼儿肠道微生物群的优势菌门均主要由变形菌门(Proteobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)、放线菌门(Actinobacteria)、拟杆菌门（Bacteroidetes）构成，但不同时间点优势菌门由高到低顺序及相对丰度占比有所不同，其中0月龄以变形菌门(Proteobacteria)相对丰度(44.97％)最高;6月龄以放线菌门(Actinobacteria)相对丰度(34.05％)最高，12月龄以厚壁菌门(Firmicutes)相对丰度(33.92％)最高;属水平上，0月龄相对丰度最高菌属为埃希志贺氏菌属（Escherichia-Shigella），6月龄和12月龄相对丰度最高的菌属均为双歧杆菌属（Bifidobacterium）。 2.MetaStats分析显示，0月龄时，AOM组的拟杆菌科（Bacteroidaceae）、拟杆菌属（Bacteroides）、欧文氏菌属(Erwinia)相对丰度显著高于NAOM组（P＜0.05）;12月龄时，A12M组的巴斯德氏菌目（Pasleurellales）、链球菌科（Streptococcaceae）、巴斯德氏菌科（Pasteurellaceae）、链球菌属（Streptococcus）、嗜血杆菌属（Haemophilus）相对丰度显著高于NA12M组（P＜0.05）。 3.基于独立样本t检验本对过敏组和非过敏组婴幼儿一般临床特征比较分析，结果显示两组婴幼儿在胎龄、身高、体重、喂养方式、辅食添加时间、居住史、吸烟暴露和动物接触史等方面均无统计学差异（P＞0.05）;在性别和过敏性疾病家族史上，过敏组和非过敏组间有显著统计学差异（P＜0.05）。 4.AOM和NAOM组间Alpha多样性指数结果无统计学差异(P＞0.05);A12M组的Observed-species指数和Chaol指数显著高于NA12M组(P＜0.05)。在性别和家族遗传史的分层分析中，有家族遗传史的A12M组婴幼儿肠道菌群Chaol指数显著高于NA12M组(P＜0.01)，而在性别分层中，两组婴幼儿间未观察到统计学差异。 5.Beta多样性分析中，由PCoA/PLS-DA分析结果显示，AOM和NAOM组间群落结构差异无统计学意义;A12M和NA12M组间群落结构差异有统计学意义，同时，Anosim相似性分析也提示两组组间差异较显著（P＜0.05）。 6.将婴幼儿肠道菌群和其一般情况、家庭情况等环境因子进行Spearman相关性分析，结果显示拟杆菌属（Bacteroides）与动物暴露呈正相关(r=0.31，P＜0.05)，与住院史(r=-0.35，P＜0.01)和固体食物摄入时间(r=-0.30，P＜0.05)呈负相关;巴斯德氏菌目（Pasteurellaceae）与喂养方式（r=0.30，P＜0.05）、6月龄母乳喂养时长（r=0.28，P＜0.05）呈正相关;链球菌属（Streptococcus）和接种手足口病疫苗(r=-0.31，P＜0.05)呈负相关，嗜血杆菌属（Haemophilus）与父亲过敏遗传史（r=0.27，P＜0.05）呈正相关。 7.采用Kruskal-WallisH检验比较过敏组和非过敏组婴幼儿出生后第一年内三个不同时间点的肠道菌群变化，门水平上，两组婴幼儿肠道优势菌门变形菌门（Proteobacteria）、厚壁菌门（Firmicutes）和放线菌门(Actinobacteria)的相对丰度在0月龄、6月龄和12月龄三个时间点上随时间变化趋势相似，而两组婴幼儿间拟杆菌门（Bacteroidetes）的相对丰度在0-6月龄期间变化趋势一致，6-12月龄期间变化趋势相反。属水平上，链球菌属（Streptococcus）的相对丰度在两组婴幼儿间表现出完全相反的趋势，且过敏组中各时间点链球菌属的相对丰度均高于非过敏组。 结论:1.巴斯德氏菌目（Pasteurellales）、链球菌科（Streptococcaceae）、巴斯德氏菌科（Pasteurellaceae）、链球菌属（Streptococcus）、嗜血杆菌属（Haemophilus）在过敏组中显著富集，提示婴幼儿过敏性疾病的发生发展与特定微生物群密切相关，其中两组婴幼儿中链球菌属相对丰度随其年龄增长变化趋势完全相反，提示链球菌属相对丰度增加可能是过敏风险增加的潜在关键指标。 2.两组婴幼儿在生命初期（0月龄）识别出的显著差异菌拟杆菌属（Bacteroides）和欧文氏菌属（Erwinia），提示对后期婴幼儿过敏性疾病的发生有一定的预测功能。这些证据可能为通过益生菌的早期干预来预防和治疗婴幼儿过敏提供新思路。 3.动物暴露、住院史、固体食物摄入时间、喂养方式、6月龄内母乳喂养时长、手足口病疫苗接种、父亲过敏遗传史与婴儿肠道微生物群相关，提示环境因素可影响婴幼儿肠道内共生菌，但其在婴幼儿过敏性疾病的发生发展中的作用，需要进一步探索。 4.0-12月龄婴幼儿肠道优势菌群变形菌门（Proteobacteria）、厚壁菌门（Firmicutes）、放线菌门(Actinobacteria)和拟杆菌门（Bacteroidetes）相对丰度随月龄增长而不断变化，显示生命早期婴幼儿肠道菌群处于动态构建过程。
婴幼儿;肠道菌群;过敏性疾病;16SrRNA测序
武汉科技大学
硕士
基础医学
王强
2022
中文
R725
2023-01-12（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）