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導(dǎo)讀 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(fù)雜的宿主-環(huán)境相互作用對正在發(fā)育的免疫系統(tǒng)產(chǎn)生持久的影響。人體含有多達(dá)1014個(gè)細(xì)菌，與人體細(xì)胞數(shù)量相近。出生后，人類不斷地接觸環(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(nèi)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(dǎo)致哮喘、過敏和其他免疫疾病。因此，微生物群可能是導(dǎo)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，并且可能長期導(dǎo)致微生物群紊亂。通常認(rèn)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(xiǎn)因素。此外，出生后第一年內(nèi)使用抗生素也會(huì)增加患哮喘的風(fēng)險(xiǎn)。目前，已有2項(xiàng)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(xiǎn)間的關(guān)系。結(jié)果表明，通過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(dāng)然，這種關(guān)系僅表現(xiàn)在哮喘母親所生的幼兒中。  原名：Maturationof the gut microbiome and risk of asthma in childhood 譯名：腸道微生物成熟與幼兒患哮喘風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)系 期刊：Nature Communications IF：12.124 發(fā)表時(shí)間：2018年 通信作者：Hans Bisgaard 通信作者單位：哥本哈根大學(xué) 1、研究隊(duì)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(jié)構(gòu)性訪談。研究組700個(gè)兒童全部的訪談被詳細(xì)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(nèi)，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(fù)雜性和優(yōu)勢菌的種類。因此，本研究選擇出生1周、1月、1年為時(shí)間節(jié)點(diǎn)，依據(jù)高通量測序技術(shù)檢測來自690個(gè)兒童的1696份糞便樣本。通過weightedUniFrac distances檢測β-多樣性，結(jié)果顯示，1周與1月腸道微生物差異顯著，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(nèi)腸道微生物的改變。加權(quán)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聚類分析法對微生物菌群測序結(jié)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(jié)果顯示，PAM聚類可能與菌群的成熟程度相關(guān)。 圖 1 出生1年內(nèi)腸道微生物的改變。加權(quán)UniFrac距離的PCoA圖。b 通過對medoid (PAM)集群進(jìn)行分區(qū)來分離細(xì)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(jù)母親哮喘狀況對1歲時(shí)的樣本進(jìn)行分類。僅在147名出生于患哮喘的母親的兒童中發(fā)現(xiàn)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的相互作用（圖2）。 圖 2 β-多樣性分析1年期的糞便樣本與后來發(fā)生哮喘的關(guān)系。加權(quán)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(jié)果顯示，20種微生物中的8種與后來幼兒發(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。其中與哮喘負(fù)相關(guān)的菌屬為Faecalibacterium、Bifidobacterium、Roseburia、Alistipes、Lachnos-piraceae incertae sedis、Ruminococcus和Dialister，正相關(guān)的菌屬只有Veillonella（圖3） 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(xì)菌屬的比較。 6、1歲時(shí)的腸道菌群類型與哮喘相關(guān) 將微生物群落類型（PAM簇）作為微生物成熟的指標(biāo)，排除隨訪未滿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(xù)性哮喘的風(fēng)險(xiǎn)（N= 28）與PAM簇2的兒童（N= 490）進(jìn)行比較，所有分析均根據(jù)兒童的年齡增長調(diào)整（圖4）。 如果第一年的腸道菌群還在PAM簇1的話，那么前5年發(fā)生持續(xù)性哮喘的風(fēng)險(xiǎn)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(jù)PAM聚類分析5歲兒童哮喘發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn) 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（通過比較β多樣性的平均值）差異顯著，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5）。
圖 5 β-多樣性分析哮喘與過敏間的聯(lián)系。加權(quán)UniFrac距離的PCoA圖。  本研究采用16S rRNA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(xiǎn)的關(guān)系。結(jié)果顯示，1歲時(shí)腸道菌群的不成熟導(dǎo)致幼兒在5歲時(shí)患哮喘的風(fēng)險(xiǎn)增高，尤其是患有哮喘的母親所生的幼兒中。 本研究以準(zhǔn)確的哮喘診斷和綜合表型為主要指標(biāo)，采用PAM聚類、α-多樣性、β-多樣性等方法，發(fā)現(xiàn)1歲時(shí)腸道微生物群與5歲時(shí)是否患哮喘有關(guān)。結(jié)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。 本文由米文娟編譯，莫秋芬、江舜堯編輯。 |
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