养宠物家庭的儿童眼部表面微生物群

《Current Research in Microbial Sciences》：The Pediatric Ocular Surface Microbiome in Pet-Owning Households

宠物接触与儿童眼表面微生物组多样性及免疫通路关联研究。在347名5-15岁儿童中，通过16S rRNA测序发现宠物接触组α多样性（Shannon/Simpson/Observed指数）显著更高（P<0.05），且与接触时间呈正相关。β多样性分析显示两组微生物组成存在显著差异（Bray-Curtis距离P=0.015）。LEfSe分析鉴定出宠物接触组特有的优势菌群：Streptococcus、Actinomyces、Neisseria等，并预测其激活NF-κB信号通路和VEGF信号通路。非接触组则显示macrolide biosynthesis途径富集。本研究首次揭示宠物接触通过改变眼表微生物组成影响儿童免疫调节，为过敏性疾病防治提供新机制。

　　近年来，随着城市化进程的加快和现代生活方式的转变，宠物在家庭中的普及率显著上升。这一趋势引发了对儿童健康影响的广泛关注，尤其是在免疫系统发育和过敏性疾病发生方面。宠物不仅能够提供情感陪伴，还可能通过复杂的微生物相互作用影响人体的免疫反应。儿童的结膜表面微生物群（Ocular Surface Microbiome, OSM）作为人体与外界环境直接接触的界面之一，其组成和功能的变化可能对眼部健康和免疫调节产生深远影响。本研究通过分析家庭宠物接触对儿童结膜表面微生物群的影响，揭示了这一领域的新发现。

儿童结膜表面微生物群在维持眼部健康和调节局部免疫反应中发挥着重要作用。然而，目前关于宠物接触对这一微生物群的具体影响仍缺乏系统研究。尽管已有研究指出，宠物接触可能通过增加微生物多样性、引入与动物和环境相关的菌群，以及激活某些免疫相关通路来影响人体免疫系统，但这些机制在结膜表面的具体表现尚未明确。因此，了解宠物接触与结膜表面微生物群之间的关系，对于预防和控制儿童眼部疾病，尤其是过敏性眼疾，具有重要的现实意义。

本研究采用横断面设计，纳入了347名年龄在5至15岁之间的儿童，这些儿童均来自“CUHK Hong Kong Children Eye Study”项目。研究过程中，研究人员通过结膜拭子采集样本，并利用16S rRNA测序技术对样本中的微生物组成进行分析。研究团队使用了QIIME2软件平台，结合DADA2算法进行序列去噪，以及SILVA 138数据库进行分类学分析。此外，研究还通过PICRUSt2工具对微生物功能进行预测，以识别与免疫反应和代谢功能相关的通路变化。研究结果表明，宠物接触的儿童在结膜表面微生物群的多样性方面表现出显著差异，具体体现在Shannon、Simpson和Observed等多样性指数上，且这些指数与宠物接触时间呈正相关。这表明，宠物接触可能通过增加微生物的多样性，促进结膜表面的免疫成熟。

在菌群组成方面，研究发现宠物接触的儿童与非接触的儿童在菌群结构上存在显著差异。通过Bray-Curtis距离分析，研究人员发现两组之间的β多样性差异显著（P=0.015）。此外，通过线性判别效应大小（LEfSe）分析，研究人员识别出多个在宠物接触组中显著富集的菌属，包括Streptococcus、Actinomyces和Neisseria等。这些菌属通常与动物和环境相关，可能在结膜表面形成独特的微生物生态。相比之下，非接触组中仅发现Lawsonella和Psychrobacter等少数菌属的富集，这可能反映了在缺乏宠物接触的情况下，结膜表面微生物群的组成更为单一。

功能预测分析进一步揭示了宠物接触对结膜表面微生物群的潜在影响。研究发现，宠物接触组中NF-κB信号通路和VEGF信号通路的富集程度较高，而非接触组则表现出更高的大环内酯类生物合成通路活性。NF-κB信号通路在免疫反应的调控中起着关键作用，其富集可能意味着宠物接触的儿童在免疫系统发育方面具有优势，从而降低过敏性疾病的风险。VEGF信号通路则与血管生成和组织修复密切相关，其富集可能表明宠物接触促进了眼部的血管健康和修复能力。另一方面，非接触组中大环内酯类生物合成通路的活跃可能反映了在缺乏宠物接触的情况下，结膜表面微生物群可能更倾向于产生抗菌物质，以应对潜在的微生物侵袭。

这些发现支持了“微生物交换”假说，即宠物可能通过增加家庭环境中的微生物多样性，进而影响儿童的结膜表面微生物群。研究表明，宠物接触时间与结膜表面微生物群的多样性呈正相关，这可能与宠物频繁的环境接触以及毛发对微生物的保留有关。此外，结膜表面微生物群的变化可能与儿童的免疫系统发育密切相关，特别是在早期生活中，宠物接触可能通过引入更多样的微生物，促进免疫系统的成熟和耐受性，从而降低过敏性疾病的发生率。

研究还指出，宠物接触的儿童与非接触的儿童在结膜表面微生物群的组成和功能上存在显著差异。这种差异不仅体现在菌群的多样性上，还可能影响到免疫反应和代谢功能的调控。例如，宠物接触组中NF-κB和VEGF信号通路的富集可能意味着这些微生物在激活免疫反应和促进组织修复方面发挥了作用，而非接触组中大环内酯类生物合成通路的活跃则可能反映了在缺乏宠物接触的情况下，结膜表面微生物群可能更倾向于产生抗菌物质，以维持自身的防御机制。

此外，研究还提到，结膜表面微生物群的变化可能与儿童的免疫系统发育和过敏性疾病风险之间存在复杂的相互作用。一方面，宠物接触可能通过引入更多样化的微生物，促进免疫系统的成熟，从而降低过敏性疾病的风险；另一方面，某些菌属如Neisseria可能在结膜表面形成共生关系，而非致病性。这种现象与“卫生假说”相吻合，即适度的微生物接触可能有助于免疫系统的训练，即使存在潜在的感染风险。

尽管本研究提供了重要的证据，但仍存在一些局限性。首先，研究数据主要来源于自我报告问卷，这可能引入回忆偏差，尤其是在宠物接触时间、频率以及具体宠物类型等方面。其次，研究采用的是横断面设计，因此无法明确宠物接触与结膜表面微生物群变化之间的因果关系。未来的研究可以采用纵向设计，追踪宠物接触前后结膜表面微生物群的变化，以更全面地理解这一过程。此外，功能预测分析仅基于生物信息学工具，未来的研究可以通过更直接的手段，如宏基因组测序、宏转录组测序和宏蛋白质组测序，来验证这些预测的免疫调控通路，从而更准确地揭示宠物接触对结膜表面微生物群的影响。

总体而言，宠物接触对儿童结膜表面微生物群的影响是多方面的。它不仅增加了微生物的多样性，还引入了与动物和环境相关的菌群，并可能通过激活某些免疫相关通路，促进眼部健康和免疫系统的成熟。这些发现为理解宠物在免疫调节中的作用提供了新的视角，并为未来的相关研究奠定了基础。随着对微生物与免疫系统相互作用研究的深入，宠物接触可能成为预防和控制儿童眼部疾病和过敏性疾病的重要因素之一。