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腸道微生物成熟與幼兒患哮喘風(fēng)險的關(guān)系

2018-03-26 來源:健客社區(qū)  標(biāo)簽: 掌上醫(yī)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年時間進行了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個兒童全部的訪談被詳細記錄。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1014個細菌,與人體細胞數(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因素。此外,出生后第一年內(nèi)使用抗生素也會增加患哮喘的風(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(jié)果表明,通過β多樣性分析,690名兒童1歲時腸道微生物屬的相對豐度以及成熟度與5歲時患上哮喘是有關(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。
 
實驗內(nèi)容
 
1、研究隊列的基本情況
 
5年時間進行了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個兒童全部的訪談被詳細記錄。在這些兒童中,51%是男孩,57%出生時家中至少有一個孩子,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年為時間節(jié)點,依據(jù)高通量測序技術(shù)檢測來自690個兒童的1696份糞便樣本。通過weightedUniFracdistances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取樣時間點的主成分分析圖。
 
3、腸道菌組成的成熟程度
 
為了進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)果進行分析(圖1b)。這種方法將樣本分成兩個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)集群進行分區(qū)來分離細菌種群。c采樣時間點與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歲時的樣本進行分類。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2β-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歲時的20種豐度高的腸道菌及母親是否患有哮喘等因素進行考察。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顯著。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年樣本之前暫時性哮喘和診斷(N=105),1歲時,在PAM簇1中的微生物組發(fā)生持續(xù)性哮喘的風(fēng)險(N=28)與PAM簇2的兒童(N=490)進行比較,所有分析均根據(jù)兒童的年齡增長調(diào)整(。
 
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,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
 
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,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敏間的聯(lián)系。加權(quán)UniFrac距離的PCoA圖。
 
實驗結(jié)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(jié)果顯示,1歲時腸道菌群的不成熟導(dǎo)致幼兒在5歲時患哮喘的風(fēng)險增高,尤其是患有哮喘的母親所生的幼兒中。
 
點評
 
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歲時腸道微生物群與5歲時是否患哮喘有關(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其成熟。
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