《Gut Microbes》：The impact of prophylactic azithromycin on the developing preterm gut microbiome and resistome
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早期生命抗生素暴露可深刻影响发育中的早产儿肠道微生物组与耐药组(resistome)，并对健康产生短期与长期后果。在一项纳入693名早产儿、覆盖28个中心的大规模研究中，研究人员探讨了出生后10天静脉预防性阿奇霉素对肠道微生物组及抗生素耐药基因(antibio
早期生命抗生素暴露可深刻影响发育中的早产儿肠道微生物组与耐药组(resistome)，并对健康产生短期与长期后果。在一项纳入693名早产儿、覆盖28个中心的大规模研究中，研究人员探讨了出生后10天静脉预防性阿奇霉素对肠道微生物组及抗生素耐药基因(antibiotic resistance genes, ARG)的影响。AZithromycin ThErapy for Chronic Lung Disease of Prematurity(AZTEC)研究为双盲、随机、安慰剂对照试验，受试者为胎龄<30周的早产儿，自出生起接受10天静脉阿奇霉素或安慰剂，并在21天或出院前纵向采样。借助16S rRNA基因测序、抗生素药敏试验(antibiotic susceptibility testing, AST)与定量PCR(quantitative PCR, qPCR)，研究人员发现阿奇霉素降低了微生物多样性及健康相关双歧杆菌属(Bifidobacterium)相对丰度，并增加了条件致病菌金黄色葡萄球菌属(Staphylococcus)和肠杆菌/克雷伯菌(Enterobacter/Klebsiella)相对丰度。该早期阿奇霉素治疗增加了大环内酯类耐药基因数量，包括erm(C)，且在研究期内持续存在。益生菌使用（由各单位自行决定）提高了α多样性和双歧杆菌属相对丰度，但未能完全抵消阿奇霉素的影响。阿奇霉素联合益生菌进一步增加了肠杆菌/克雷伯菌及总ARG（含erm(C)）的富集。上述结果凸显了抗生素与益生菌在感染控制、微生物组破坏及抗菌耐药之间的平衡问题。
研究背景方面，慢性肺病(CLD)又称支气管肺发育不良(bronchopulmonary dysplasia, BPD)，是早产儿常见并发症，肺脲原体(Ureaplasma)定植被认为参与其发病。已有AZTEC试验评估10天阿奇霉素对36周胎后年龄无中重度CLD生存率的疗效，结果未见获益，但系统性阿奇霉素对早产儿发育中肠道微生物组与抗生素耐药基因(ARG)的影响尚不清楚。既往相关肠道微生物组研究多为观察性队列，专门针对阿奇霉素的研究多见于中低收入国家儿童，缺乏早产儿随机试验证据；而站点(site)与益生菌使用被证实是塑造早产儿肠道微生物组的重要因素。因此，研究人员在《Gut Microbes》发表该项工作，利用AZTEC试验样本开展机制性微生物组与耐药组分析。
关键技术方法方面，研究人员依托英国28个新生儿重症监护室(recruiting sites)开展的AZTEC随机安慰剂对照试验，纳入胎龄<30周且出生后72小时内需呼吸支持并留置静脉通路的早产儿，从尿布机会性收集出生至21天生命日(day of life, DOL)的粪便样本，按基线、第5天、第10天、第14–21天分析。方法包括16S rRNA基因V3–V4区测序与扩增序列变体(amplicon sequence variant, ASV)分类学分析、针对6个大环内酯类耐药基因的qPCR、双歧杆菌属(Bifidobacterium)分离株的纸条梯度法(Epsilometer test, E-test)药敏测定，以及α/β多样性、非度量多维尺度(non-metric Multidimensional Scaling, NMDS)、MaAsLin2分类学关联与混合效应模型等生物信息学和统计学分析。
研究结果方面，第一项小标题为Cohort samples and characteristics：研究人员通过描述队列样本与人口学特征，确认1261份粪便来自693名中位数胎龄27+1周、体重903 g的早产儿，说明早期低测序深度导致基线样本少，为后续协变量选择提供基础。第二项小标题为Overview of temporal gut microbiome development over the first 21 d and associations with clinical co-variates：研究人员分析前21天微生物组时间发育，发现日龄增大、阴道分娩、益生菌暴露和夏季采样与更高细菌丰富度及Shannon多样性相关；β多样性受胎龄、分娩方式、益生菌和站点等影响，其中站点解释方差最大，故后续作为随机效应。第三项小标题为Azithromycin treatment altered gut bacterial diversity and composition：研究人员比较阿奇霉素与安慰剂组，发现阿奇霉素自第5天降低Shannon多样性、第10天降低OTU数，第10天及14–21天整体群落结构改变，双歧杆菌属(Bifidobacterium)持续降低，金黄色葡萄球菌属(Staphylococcus)与肠杆菌/克雷伯菌(Enterobacter/Klebsiella)升高。第四项小标题为Bifidobacterium strains exhibited variable susceptibility to azithromycin in vitro：研究人员用E-test检测分离株，发现双歧杆菌属(Bifidobacterium)对阿奇霉素最低抑菌浓度(minimum inhibitory concentration, MIC)为0.064–1.5 μg/mL，不同种间敏感性存在差异。第五项小标题为Probiotics influenced the preterm gut microbiome but could not perturb the effects of azithromycin treatment：研究人员将治疗与益生菌暴露交叉分组，发现益生菌提高α多样性和双歧杆菌属(Bifidobacterium)丰度，但安慰剂+益生菌组优于阿奇霉素+益生菌组，证明益生菌不能恢复被阿奇霉素压低的多样性和双歧杆菌属(Bifidobacterium)。第六项小标题为Temporal development of preterm macrolide resistance genes and their relationships with gut taxa：研究人员用qPCR分析大环内酯类耐药基因，发现随日龄增长各ARG检出率上升，erm(F)与肠球菌属(Enterococcus)关联最强，说明耐药组随时间扩增并与特定分类群弱相关。第七项小标题为Impact of azithromycin treatment and probiotics on preterm macrolide resistance genes：研究人员调整后模型显示阿奇霉素增加ARG总数，14–21天erm(C)更普遍；益生菌本身也关联erm(C)与ARG总数，阿奇霉素+益生菌组erm(C)检出最高，提示联合暴露放大耐药选择。第八项小标题为Association of preterm gut microbiome with clinical outcome data：研究人员将微生物特征与结局关联，发现院内感染治疗与更低Shannon多样性有关，出院前死亡者肠杆菌/克雷伯菌(Enterobacter/Klebsiella)和假单胞菌门(Pseudomonadota)更高，说明微生物偏离或有临床不良信号。
讨论部分总结方面，研究人员指出这是最大规模多中心早产儿肠道微生物组与耐药组干预研究之一。阿奇霉素虽靶向肺脲原体(Ureaplasma)，却广谱扰动肠道：耗竭双歧杆菌属(Bifidobacterium)这一母乳低聚糖(human milk oligosaccharides, HMO)利用与免疫训练关键菌，削弱竞争排斥和屏障功能，为ESKAPE相关条件致病菌扩展创造条件；同时大环内酯类耐药基因特别是erm(C)在研究窗内未恢复，早产儿本就因临床管理高用抗生素而耐药风险高，该结果值得警惕。益生菌可增加双歧杆菌属(Bifidobacterium)并抑制部分病原体，但无法逆转抗生素已造成的群落破坏；更值得注意的是，阿奇霉素与益生菌联用反而进一步富集肠杆菌/克雷伯菌(Enterobacter/Klebsiella)和ARG，与部分文献中益生菌降低ARG的结论不一致，可能受非随机益生菌分配、配方差异和单元内交叉定植影响。研究人员也承认局限：仅观察前21天、基线低生物量样本少、喂养与药物协变量不全、16S对乳杆菌属(Lactobacillus)低丰度不敏感、益生菌非随机。
研究结论部分翻译为：总之，本研究提供了可启发未来研究并指导临床决策的见解。鉴于阿奇霉素对微生物群落和ARG的有害影响，研究结果表明该抗生素可能并非早产儿的最优选择。结果强调在脆弱人群中使用抗生素需谨慎，并促使进一步思考抗生素与益生菌联用的影响，因为二者对微生物群落动态和ARG的联合作用仍不清楚。结果也凸显探索杀菌素(bacteriocins)或后生元(postbiotics)等替代抗微生物策略的重要性。站点对肠道微生物组开发的特异性影响，进一步说明跨新生儿重症监护室(NICU)推广结论存在挑战。仍需研究以更好理解改变微生物组的药物对脆弱人群生态影响及长期后果。
