婴儿肠道阿内洛病毒组成与早期生命因素及儿童特应性疾病的关联研究

《Nature Communications》：Infant gut anellovirus composition associates with early life factors and childhood atopic disease

本研究针对婴儿肠道阿内洛病毒(Anellovirus)的定植机制及其与健康关联尚不明确的问题，对647名1岁儿童粪便病毒组进行深度测序分析。研究发现阿内洛病毒具有高度个体化多样性，其组成与托幼机构入托、兄弟姐妹数量等免疫训练因素显著相关，且FUT2酶遗传分泌者病毒载量更高。结果表明肠道阿内洛病毒是婴儿病毒组的共生组分，为早期生命免疫发育与病毒定植的相互作用提供了新视角。

　　

在人类微生物组研究的广阔图景中，科学家们长期以来将目光聚焦于细菌世界，却相对忽视了病毒这一"暗物质"领域。特别是在婴儿发育的关键窗口期，肠道病毒组如何建立、受哪些因素影响，以及与儿童健康的关系等问题，始终笼罩在迷雾之中。其中，阿内洛病毒(Anellovirus)作为感染真核细胞的单链环状DNA病毒，更是充满了未解之谜：它们几乎存在于所有人体内，具有惊人的遗传多样性，却在科学研究中长期扮演着"熟悉的陌生人"角色。

以往研究显示，阿内洛病毒在婴儿期即可获得，可能通过胎盘传播或出生后接触感染。然而关于其定植机制、影响因素以及与疾病的关联，现有证据既零散又充满矛盾。有些研究暗示这些病毒可能与免疫系统发育、甚至哮喘等特应性疾病存在联系，但缺乏大规模人群数据的验证。正是这些知识空白，促使丹麦哥本哈根大学医院的研究团队展开了这项开创性工作。

研究人员利用前瞻性出生队列COPSAC₂₀₁₀的独特资源，对647名1岁儿童的粪便样本进行了病毒组测序分析。这项发表在《Nature Communications》上的研究，首次在如此大规模的人群中系统描绘了婴儿肠道阿内洛病毒的组成特征，并深入探索了其与早期生命因素和儿童期健康状况的关联。

研究团队采用了一系列先进的技术方法。他们通过过滤富集病毒颗粒、DNA提取和多重置换扩增，对粪便病毒组进行深度测序。利用Spades进行病毒组组装，在95%平均核苷酸一致性(ANI)水平上去重复得到病毒操作分类单元(vOTU)。通过编码蛋白相似性鉴定阿内洛病毒，并基于全基因组比对构建系统发育树，首次提出了两个新属——phitorquevirus和tautorquevirus。统计分析包括α和β多样性计算、PERMANOVA、广义线性模型等多元统计方法，以及sPLS和随机森林等机器学习算法，全面评估病毒组成与各种因素的关联。

婴儿早期生命病毒组的特征

研究发现，1岁婴儿粪便病毒组主要由噬菌体构成（中位数97%），而阿内洛病毒是最丰富的真核病毒家族（中位数2%）。共鉴定出111种独特的阿内洛病毒物种（970个vOTUs），其中73%属于betatorquevirus属。值得注意的是，研究发现了22个vOTUs形成了两个新的属级分支，将其命名为phitorquevirus和tautorquevirus，出现频率分别为39%和49%。

阿内洛病毒与常见儿童感染无关

与腺病毒在胃肠炎患者中丰度升高不同，阿内洛病毒和噬菌体的总相对丰度与任何急性症状（胃肠炎、感冒、发烧）均无显著关联。这一发现促使研究人员将后续分析聚焦于功能未知的阿内洛病毒。

阿内洛病毒在1岁婴儿肠道中的独特性和高流行率

在vOTU水平上，阿内洛病毒表现出高度的个体独特性，80%的vOTUs为罕见病毒（存在于1-20%的参与者中）。然而在物种、亚属和属水平上，阿内洛病毒在参与者中的共享程度逐渐增加，所有样本都含有至少一种阿内洛病毒。每个儿童平均携带43种独特物种（范围9-86种）。有趣的是，不同阿内洛病毒亚属之间大多呈现正相关关系，而非竞争性排斥。

影响阿内洛病毒α多样性和丰度的外在和内在因素

研究发现，母亲孕期鱼油干预与儿童1岁时较高的阿内洛病毒相对丰度和Faith's系统发育距离(PD)相关。夏季采集的样本显示较低的病毒丰度和多样性。尤其值得注意的是，入托托幼机构与显著降低的阿内洛病毒丰度和α多样性相关，兄弟姐妹数量也与较低的病毒丰度有关。

FUT2基因编码的岩藻糖基转移酶2酶决定了个体的组织血型抗原分泌状态。研究发现，分泌型（GA或GG等位基因）儿童比非分泌型（AA等位基因）具有显著更高的总相对阿内洛病毒丰度。

影响阿内洛病毒β多样性的外在和内在因素

β多样性分析进一步证实，母亲分娩时抗生素使用、引产等围产期因素，以及入托托幼机构等 postnatal 因素，都与阿内洛病毒整体组成显著相关。

阿内洛病毒分类群丰度与外在和内在因素的关联

在分类群特异性分析中，入托托幼机构和兄弟姐妹数量等因素与多个阿内洛病毒亚属的丰度呈负相关，这与整体丰度分析结果一致。

阿内洛病毒组成与肠道细菌成熟度的关联

入托儿童感冒和发烧发生率更高，但研究人员未发现腺病毒丰度增加可以解释阿内洛病毒丰度降低的现象。肠道微生物年龄z评分与总相对阿内洛病毒丰度呈微弱负相关，支持了免疫系统成熟可能降低阿内洛病毒载量的假设。

肠道阿内洛病毒组成与儿童特应性疾病发展的关联

尽管采用了多种统计方法和机器学习算法，研究未发现阿内洛病毒与哮喘或特应性皮炎的显著关联。唯一值得关注的信号是，6岁前发生过敏性鼻炎的儿童显示较低的Shannon指数和均匀度，且Bray-Curtis相异性与鼻炎发展显著相关。然而在物种水平的差异丰度分析中，这些关联未能通过多重检验校正。

这项研究通过对647名儿童的大规模分析，揭示了婴儿肠道阿内洛病毒组成的高度个体化和多样性特征。最为重要的发现是，免疫训练因素如入托托幼机构和兄弟姐妹数量，与较低的阿内洛病毒载量和多样性相关，暗示成熟的免疫系统可能抑制这些病毒的增殖。同时，FUT2分泌状态对病毒丰度的影响提示了病毒-宿主互作的新机制。

与预期相反，研究并未发现阿内洛病毒与常见感染或大多数特应性疾病的强关联，表明这些病毒可能是婴儿肠道病毒组的共生组分，而非致病因子。这一"阴性"结果本身具有重要科学价值，为理解人类病毒组的生态角色提供了关键参考。

研究的局限性在于其横断面设计，无法捕捉阿内洛病毒组成的动态变化。未来需要纵向研究来揭示这些病毒在生命早期的演替规律，以及它们与免疫系统发育的因果关系。同时，对阿内洛病毒基因组功能的深入解析，将有助于阐明其与宿主互作的分子机制。

这项研究不仅丰富了我们对早期生命病毒组的认识，也为理解病毒-宿主共生关系提供了新视角。在微生物组研究日益关注其治疗潜力的今天，明确阿内洛病毒的生态角色和功能，对于开发基于微生物组的干预策略具有重要指导意义。