剖宫产新生儿呼吸道疾病早期下呼吸道与肠道菌群特征及临床意义研究

《Frontiers in Cellular and Infection Microbiology》：Early bacterial communities in the lower airways and intestines of caesarean section neonates with respiratory disease

本文通过16S rRNA测序技术，系统揭示了剖宫产呼吸道感染（ALRTI）新生儿下呼吸道分泌物与肠道菌群的早期定植特征，发现患儿菌群多样性降低且以无色杆菌（Alcaligenaceae_ge）和肠球菌（Enterococcus）为优势菌，首次通过双胞胎样本对比证实菌群传播路径，为新生儿呼吸道感染的微生物诊断和早期干预提供了新视角。

　　

引言

急性下呼吸道感染（ALRTI）是全球新生儿死亡的主要原因之一。许多呼吸道病原体本身就是呼吸道的常驻菌，因此明确新生儿早期下呼吸道与肠道菌群的组成特征具有重要意义。本研究通过采集19例ALRTI患儿和2例对照新生儿的呼吸道分泌物、口腔拭子和粪便样本，利用16S rRNA基因测序技术，系统分析了菌群结构差异及其与疾病的关系。

材料与方法

研究对象为昆明医科大学附属延安医院新生儿科收治的ALRTI患儿，对照组为仅患黄疸且未使用抗生素的新生儿。样本包括粪便、气管吸出物和口腔拭子，所有样本均采用CTAB法提取DNA，使用515F/909R引物扩增16S rRNA基因V4区，通过Illumina MiSeq平台进行测序。序列数据处理使用Mothur软件，基于SILVA数据库进行物种注释，采用PCA、PCoA等统计方法分析菌群差异，并通过PICRUSt预测微生物功能。

结果

菌群多样性分析显示，患儿组与对照组在ACE、Chao1、Shannon和Simpson指数上无显著差异，但β多样性分析表明早产儿与非早产儿菌群结构略有分离。在门水平上，患儿粪便和呼吸道分泌物中均以变形菌门（Pseudomonadota）、厚壁菌门（Bacillota）和放线菌门（Actinomycetota）为主；属水平上，患儿粪便中肠球菌（Enterococcus）和埃希菌-志贺菌（Escherichia-Shigella）显著富集，而呼吸道分泌物中以无色杆菌（Alcaligenaceae_ge）和链球菌（Streptococcus）为主导。PCA分析进一步证实患儿粪便与呼吸道分泌物菌群存在显著差异。

通过LEfSe分析发现，患儿组的潜在生物标志物包括链球菌、植物乳杆菌（Lactiplantibacillus）、葡萄球菌（Staphylococcus）等4个菌属，而对照组有19个菌属如放线杆菌（Actinobacillus）、气单胞菌（Aeromonas）等。对双胞胎样本的分析显示，同对双胞胎的菌群组成高度相似，且粪便与呼吸道菌群存在共同菌属，提示早期微生物暴露可能源于相同环境或遗传因素。

功能预测表明，患儿呼吸道与肠道菌群在次级胆汁酸合成、磷酸转移酶系统（PTS）和细菌趋化性等代谢通路上存在显著差异。其中13个功能在呼吸道样本中更为富集，提示病原菌可能通过特定代谢途径增强定植能力。

讨论

本研究首次系统描绘了剖宫产ALRTI新生儿多部位菌群特征，发现患儿菌群多样性降低与无色杆菌、肠球菌等机会致病菌的过度生长相关。这些菌群可通过口腔-胃-肺途径转移，并可能通过脂多糖（LPS）诱导IL-6、IL-8等炎症因子释放，加重呼吸道症状。双胞胎菌群相似性进一步印证了早期微生物暴露对免疫发育的影响。尽管样本来源差异（患儿取呼吸道分泌物、对照取口腔拭子）可能引入偏倚，但本研究为新生儿呼吸道感染的微生物诊断提供了补充依据。未来需结合更大样本量和宿主免疫指标，深入解析菌群-宿主互作机制。