腸道微生物成熟與幼兒患哮喘風(fēng)險的關(guān)系

2018-03-26 來(lái)源：健客社區標簽：掌上醫生喝茶減肥一天瘦一斤安全減肥 cps聯(lián)盟美容護膚

摘要：5年時(shí)間進(jìn)行了11次以哮喘為主的深入的臨床表型分析和結構性訪(fǎng)談。研究組700個(gè)兒童全部的訪(fǎng)談被詳細記錄。在這些兒童中

出生的頭幾年是對環(huán)境因素易感性至關(guān)重要的時(shí)期。這期間，復雜的宿主-環(huán)境相互作用對正在發(fā)育的免疫系統產(chǎn)生持久的影響。人體含有多達1014個(gè)細菌，與人體細胞數量相近。出生后，人類(lèi)不斷地接觸環(huán)境因素，這些環(huán)境因素影響微生物群落。腸道微生物群在出生后的第一年內成熟，并且微生物群可能具有影響宿主免疫成熟的能力。在這個(gè)發(fā)育的關(guān)鍵階段，微生物群紊亂可能導致哮喘、過(guò)敏和其他免疫疾病。因此，微生物群可能是導致疾病發(fā)生的重要環(huán)境因素。

在很大程度上，分娩方式和抗生素會(huì )影響新生兒微生物群的定植模式，并且可能長(cháng)期導致微生物群紊亂。通常認為，剖宮產(chǎn)是引發(fā)兒童期哮喘以及其他免疫性疾病的危險因素。此外，出生后第一年內使用抗生素也會(huì )增加患哮喘的風(fēng)險。目前，已有2項研究證明出生后第一年的腸道微生物組成與早期喘息表型有關(guān)。

本研究分析出生一年的兒童的腸道菌群定植模式，及其與兒童后期患哮喘風(fēng)險間的關(guān)系。結果表明，通過(guò)β多樣性分析，690名兒童1歲時(shí)腸道微生物屬的相對豐度以及成熟度與5歲時(shí)患上哮喘是有關(guān)聯(lián)的。當然，這種關(guān)系僅表現在哮喘母親所生的幼兒中。

實(shí)驗內容

1、研究隊列的基本情況

5年時(shí)間進(jìn)行了11次以哮喘為主的深入的臨床表型分析和結構性訪(fǎng)談。研究組700個(gè)兒童全部的訪(fǎng)談被詳細記錄。在這些兒童中，51％是男孩，57％出生時(shí)家中至少有一個(gè)孩子，22％剖宮產(chǎn)分娩，46％在出生第一年里接受過(guò)抗生素治療。分娩時(shí)母親平均年齡為32.2歲，26％的母親有哮喘病史。

2、出生1年內，幼兒腸道菌的組成

出生初期，幼兒腸道微生物群組成發(fā)生巨大變化，包括多樣性、復雜性和優(yōu)勢菌的種類(lèi)。因此，本研究選擇出生1周、1月、1年為時(shí)間節點(diǎn)，依據高通量測序技術(shù)檢測來(lái)自690個(gè)兒童的1696份糞便樣本。通過(guò)weightedUniFracdistances檢測β-多樣性，結果顯示，1周與1月腸道微生物差異顯著(zhù)，但是1月和1年時(shí)的腸道微生物多樣性差異更大（圖1a）。

圖1出生1年內腸道微生物的改變。加權UniFrac距離的PCoA圖。a取樣時(shí)間點(diǎn)的主成分分析圖。

3、腸道菌組成的成熟程度

為了進(jìn)一步闡明微生物組成上的差異，本研究采用PAM聚類(lèi)分析法對微生物菌群測序結果進(jìn)行分析（圖1b）。這種方法將樣本分成兩個(gè)截然不同的微生物群落（PAM群），PAM群1（N=1019）主要由1周和1個(gè)月樣本組成，PAM集群2（N=677）主要由1年樣本組成（圖1c）。結果顯示，PAM聚類(lèi)可能與菌群的成熟程度相關(guān)。

圖1出生1年內腸道微生物的改變。加權UniFrac距離的PCoA圖。b通過(guò)對medoid(PAM)集群進(jìn)行分區來(lái)分離細菌種群。c采樣時(shí)間點(diǎn)與PAM簇之間的關(guān)系。

4、腸道菌組成與哮喘關(guān)系

本文根據母親哮喘狀況對1歲時(shí)的樣本進(jìn)行分類(lèi)。僅在147名出生于患哮喘的母親的兒童中發(fā)現微生物組-哮喘的相關(guān)性，在非哮喘母親的兒童中不存在這種相關(guān)性，表明腸道菌組成與哮喘存在顯著(zhù)的相互作用。

圖2β-多樣性分析1年期的糞便樣本與后來(lái)發(fā)生哮喘的關(guān)系。加權UniFrac距離的PCoA圖。

5、1歲時(shí)的腸道菌群豐度與哮喘相關(guān)

為檢測腸道菌群與幼兒哮喘發(fā)生的關(guān)系，對1歲時(shí)的20種豐度高的腸道菌及母親是否患有哮喘等因素進(jìn)行考察。結果顯示，20種微生物中的8種與后來(lái)幼兒發(fā)生哮喘有關(guān)，并且這種關(guān)系僅在母親患有哮喘時(shí)顯著(zhù)。其中與哮喘負相關(guān)的菌屬為Faecalibacterium、Bifidobacterium、Roseburia、Alistipes、Lachnos-piraceaeincertaesedis、Ruminococcus和Dialister，正相關(guān)的菌屬只有Veillonella

圖3糞便樣本的相對豐度與哮喘發(fā)生的關(guān)系。20種豐度最高細菌屬的比較。

6、1歲時(shí)的腸道菌群類(lèi)型與哮喘相關(guān)

將微生物群落類(lèi)型（PAM簇）作為微生物成熟的指標，排除隨訪(fǎng)未滿(mǎn)5年的兒童，在1年樣本之前暫時(shí)性哮喘和診斷（N=105），1歲時(shí)，在PAM簇1中的微生物組發(fā)生持續性哮喘的風(fēng)險（N=28）與PAM簇2的兒童（N=490）進(jìn)行比較，所有分析均根據兒童的年齡增長(cháng)調整（。

如果第一年的腸道菌群還在PAM簇1的話(huà)，那么前5年發(fā)生持續性哮喘的風(fēng)險增加，但是這種相關(guān)性只發(fā)生在患有哮喘母親所生的120名幼兒中，未患哮喘的母親所生的398名幼兒不存在這種相關(guān)性。但是，PAM簇與哮喘的發(fā)生無(wú)相關(guān)性，再一次表明，在第1年時(shí)，腸道菌群的不成熟可能是敏感性幼兒發(fā)生哮喘的主要誘因。

圖4依據PAM聚類(lèi)分析5歲兒童哮喘發(fā)生的風(fēng)險

7、與哮喘發(fā)生的其他相關(guān)因素

研究表明，致敏性和非致敏性哮喘幼兒的菌群組成（通過(guò)比較β多樣性的平均值）差異顯著(zhù)，同時(shí)，在哮喘母親所生的幼兒收到的影響更大，表明，致敏性哮喘的表型與β-多樣性的斜率相關(guān)。

圖5β-多樣性分析哮喘與過(guò)敏間的聯(lián)系。加權UniFrac距離的PCoA圖。

實(shí)驗結論

本研究采用16SrRNA基因測序技術(shù)，分析690名參與者的腸道微生物組成與患哮喘風(fēng)險的關(guān)系。結果顯示，1歲時(shí)腸道菌群的不成熟導致幼兒在5歲時(shí)患哮喘的風(fēng)險增高，尤其是患有哮喘的母親所生的幼兒中。

點(diǎn)評

本研究以準確的哮喘診斷和綜合表型為主要指標，采用PAM聚類(lèi)、α-多樣性、β-多樣性等方法，發(fā)現1歲時(shí)腸道微生物群與5歲時(shí)是否患哮喘有關(guān)。結果表明，腸道微生物群的成熟與哮喘的發(fā)生密切相關(guān)，并且家中年齡較大的孩子可能有助于促進(jìn)其成熟。

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