儿童过敏性鼻炎与非过敏性鼻炎鼻腔微生物组的特征分析及预测模型构建

《World Journal of Otorhinolaryngology - Head and Neck Surgery》：Distinct Nasal Microbiome Profiles and Prediction Model for Allergic Rhinitis, Nonallergic Rhinitis, and Healthy Children

本研究首次比较了儿童过敏性鼻炎（AR）、非过敏性鼻炎（NAR）与健康对照（HC）的鼻腔微生物组差异，发现三组间α和β多样性存在显著差异（p<0.01），并鉴定出与疾病状态相关的特异性菌群。通过机器学习构建的预测模型准确率达0.83，为儿童鼻炎的分型诊断提供了新的微生物标志物。

　　

引言

鼻炎是鼻黏膜的持续性炎症，根据发病机制可分为过敏性鼻炎（AR）和非过敏性鼻炎（NAR）。近年来，微生物组在过敏性疾病中的作用备受关注。鼻腔微生物组作为呼吸道的第一道微生物屏障，可能通过调节局部免疫反应影响鼻炎的发生发展。然而，关于儿童AR和NAR鼻腔微生物组的比较研究仍十分有限。

材料与方法

本研究采用横断面设计，纳入60名3-12岁儿童（AR 24例，NAR 14例，HC 22例）。通过鼻拭子采集样本，利用16S rDNA测序技术分析V3-V4可变区，使用QIIME 2流程进行生物信息学分析。通过Alpha多样性（Pielou均匀度、Shannon指数等）和Beta多样性（Bray-Curtis距离等）评估微生物组成差异，采用ANCOM-BC进行差异菌群分析，并建立随机森林预测模型。

结果

微生物组成特征

核心菌群分析显示，所有组别中均以棒状杆菌（Corynebacterium）、葡萄球菌（Staphylococcus）等为优势菌属。AR组中莫拉克斯菌（Moraxella）相对丰度较高，而NAR组中则以嗜血杆菌（Haemophilus）和惰性菌（Dolosigranulum）为特征性菌属。

多样性分析

Alpha多样性显示AR和NAR组的Pielou均匀度显著低于HC组（FDR校正p<0.01）。Beta多样性分析表明三组间微生物组成存在显著差异（PERMANOVA p<0.01），其中AR与NAR组在所有距离指标上均呈现显著分离。

差异菌群鉴定

与HC组相比，AR组的大肠杆菌-志贺菌（Escherichia-Shigella）、负球菌（Negativicoccus）和弯曲杆菌（Campylobacter）显著富集。NAR组中惰性菌（Dolosigranulum）明显增多，而肠杆菌科（Enterobacteriaceae）显著减少。

影响因素分析

养宠物家庭儿童的鼻腔微生物多样性显著降低（p<0.05），而母乳喂养超过6个月的儿童则表现出更高的微生物丰富度（Chao1指数p=0.04）。近期抗生素使用情况在NAR组中较为常见，可能对菌群构成产生潜在影响。

预测模型构建

基于14个关键菌属建立的随机森林模型对AR、NAR和HC的分类准确率达0.83，曲线下面积（AUC）为0.96。其中链球菌（Streptococcus）、葡萄球菌（Staphylococcus）和棒状杆菌（Corynebacterium）为最重要的分类特征。

讨论

本研究首次系统揭示了儿童AR与NAR的特异性鼻腔微生物组特征。AR组中富集的肠杆菌科细菌可能与Th2型炎症反应相关，而NAR组中增加的惰性菌则可能参与黏膜保护机制。微生物多样性的降低可能与鼻腔慢性炎症状态密切相关。环境因素如宠物饲养和喂养方式对微生物组的调节作用提示了早期干预的可能性。

结论

儿童AR和NAR具有独特的鼻腔微生物组特征，这些特征不仅有助于理解疾病发病机制，还可能成为新型生物标志物。基于微生物组的预测模型为儿童鼻炎的无创诊断提供了新思路，但仍需大样本研究进一步验证。