儿童腺样体微生物组与渗出性中耳炎（COME）的年龄特异性关联及其病理机制研究

《Frontiers in Cellular and Infection Microbiology》：The association between the adenoid microbiome and chronic otitis media with effusion in children differs according to age

本研究通过全宏基因组测序技术，深入探讨了儿童腺样体与肠道微生物组在慢性渗出性中耳炎（COME）发病机制中的差异化作用。研究发现腺样体微生物组与COME存在显著关联，且这种关联具有年龄依赖性（6-12岁儿童尤为突出），而肠道微生物组则无显著影响。研究进一步揭示了黏液型COME中肺炎链球菌（S. pneumoniae）和流感嗜血杆菌（H. influenzae）的增殖与亚精胺、乙酸代谢紊乱的相关性，为靶向微生物组的干预策略提供了新见解。

　　

引言

慢性渗出性中耳炎（COME）是一种以中耳积液为主要特征且无明显急性炎症症状的常见儿童疾病。若病程持续超过3个月，可导致听力损失、语言发育迟缓和平衡功能障碍等严重后果，并对家庭及医疗系统造成显著经济负担。其发病机制涉及解剖结构、免疫、遗传、微生物及环境等多因素相互作用，其中咽鼓管功能障碍被认为是核心机制，而位于咽鼓管鼻咽开口处的腺样体作为微生物和免疫细胞的重要储库，通过"腺样体储库"假说参与疾病进程。传统研究多依赖培养法或16S rRNA测序，分辨率有限。本研究采用全宏基因组测序（WMS）技术，旨在系统分析腺样体和肠道微生物组在COME中的差异作用，并重点关注年龄依赖性、积液分型（浆液性vs黏液性）及功能代谢特征。

材料与方法

研究经Hallym University Dongtan Sacred Heart Hospital伦理委员会批准，前瞻性采集2020年5月至2021年2月期间接受手术患儿的腺样体拭子和粪便样本。COME组为需行鼓膜置管术的患儿，对照组因阻塞症状接受腺样体切除术。样本采集严格避免污染，腺样体大小通过内镜分级评估（1-4级），积液类型根据肉眼观察黏液丝和重力流动性区分。DNA提取使用RNeasy PowerMicrobiome试剂盒，建库后通过Illumina NovaSeq进行测序。数据分析包括去污染（decontam包）、多样性计算（Shannon指数、Bray-Curtis距离）、PERMANOVA协变量检验、随机森林模型预测微生物年龄、指示物种分析（indicspecies包）以及功能注释（KEGG Orthology）。统计采用Fisher精确检验、Wilcoxon秩和检验与多重校正。

结果

样本特征与协变量分析显示，腺样体微生物组变异与COME显著相关（r²=0.097, p<0.05），且年龄是对照组腺样体微生物组成的关键影响因素（r²=0.415, p<0.05），而COME组中积液类型（浆液性/黏液性）主导微生物变异（r²=0.278, p<0.05）。腺样体微生物组在黏液型COME中多样性最低但细菌载量最高，且Bray-Curtis距离显示组间显著分离（p<0.01），肠道微生物组则无显著差异。

年龄依赖性分析发现，对照组腺样体微生物年龄与chronological年龄正相关（rho=0.47, p<0.05），但COME组该规律被破坏。在2-5岁患儿中，微生物组未见积液类型相关差异；而在6-12岁患儿中，黏液型COME组表现出显著的微生物组成改变：变形菌门（Proteobacteria）相对丰度升高，而拟杆菌门（Bacteroidetes）与厚壁菌门（Firmicutes）降低（p<0.05）。

指示物种分析揭示，对照组以具核梭杆菌（F. nucleatum）、血链球菌（G. sanguinis）和沟迹真杆菌（E. sulci）为特征；浆液型COME组以唾液链球菌（S. salivarius）、小韦荣球菌（V. parvula）和黏膜奈瑟菌（N. mucosa）为主；黏液型COME组则特异性富集肺炎链球菌（S. pneumoniae）和流感嗜血杆菌（H. influenzae）。网络分析显示，黏液型指示物种间无直接互作，但通过浆液型物种（如R. dentocariosa）间接关联。

功能分析表明，6-12岁患儿腺样体微生物组的功能特征显著差异（p<0.01），其中120个KO基因家族显著改变。黏液型COME组中D-赤藓糖酸脱氢酶（denD, K22025）丰度升高，可能激活D-赤藓糖酸catabolism途径；而亚精胺合成酶（speE, K00797）和酰基磷酸酶（acyP, K01512）丰度降低，提示亚精胺和乙酸合成受损。这些变化与黏液型指示物种增殖显著相关（p<0.05），且酰基磷酸酶丰度与对照组指示物种E. sulci正相关（rho=0.58, p<0.05）。

讨论

本研究首次通过WMS技术揭示腺样体微生物组与COME的关联具有年龄特异性，尤其在6-12岁儿童中通过调控代谢产物（如亚精胺和乙酸）影响免疫微环境。黏液型COME中肺炎链球菌和流感嗜血杆菌的增殖可能与O. parvum和C. hominis等调控物种的减少相关，导致微生物网络紊乱。功能缺陷（如亚精胺缺乏）可能加剧炎症反应，而乙酸不足则削弱对病原体的先天免疫应答。研究局限性包括样本量较小和横断面设计，未来需纵向研究验证因果性及抗生素/过敏等混杂因素的影响。结论强调腺样体微生物组在年长儿童COME中的核心作用，为精准干预提供新靶点。