《Microbiology Spectrum》：Longitudinal changes in the vaginal microbiome associate with spontaneous preterm birth: a focus on stability and specific taxa in a Chinese cohort
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自发性早产（sPTB）通常源于从阴道微生物群上行进入羊膜腔的感染。本研究旨在表征中国人群的阴道微生物特征，并鉴定与sPTB相关的特定分类群。在这项前瞻性队列研究中，研究人员从北京协和医院招募了孕妇。在妊娠11–16周、22–28周和34–37周纵向收集阴道拭子
自发性早产（sPTB）通常源于从阴道微生物群上行进入羊膜腔的感染。本研究旨在表征中国人群的阴道微生物特征，并鉴定与sPTB相关的特定分类群。在这项前瞻性队列研究中，研究人员从北京协和医院招募了孕妇。在妊娠11–16周、22–28周和34–37周纵向收集阴道拭子。使用靶向实时PCR（30种病原体）和16S rRNA基因测序（V3–V4）分析DNA。通过类似肠型的聚类定义群落状态类型（CSTs）。使用MaAsLin3进行差异丰度评估，并采用Benjamini-Hochberg校正，调整了母亲年龄、体重指数（BMI）和产科病史。在273名女性（26例sPTB，247例足月）中，经多变量调整和错误发现率（FDR）校正后，无CST与sPTB显著相关（所有q > 0.05）。α多样性和β多样性也未显示显著的组间差异（所有q > 0.05）。然而，sPTB组的纵向CST稳定性显著较低（P < 0.05）。观察到解脲脲原体（Ureaplasma urealyticum）（孕早期）、人型支原体（Mycoplasma hominis）和脆弱拟杆菌（Bacteroides fragilis）（孕中期）具有名义上的显著关联，但均未通过FDR校正（所有q > 0.05）。在该中国队列中，sPTB与静态CST谱无关，但与随时间推移的微生物稳定性降低相关。尽管校正后无单一分类群保持显著，但几种病原体显示出名义上的关联，值得在更大规模研究中进一步探究。
**论文解读**
**研究背景与问题**
早产（PTB）是全球母婴健康的重要挑战，约影响11%的新生儿，在中国患病率为6.1%。自发性早产（sPTB）往往与阴道微生物群上行感染进入羊膜腔相关，因此阴道微生物组在妊娠健康中扮演关键角色。健康的阴道环境通常以乳酸杆菌（Lactobacillus）为主，维持酸性保护环境；而细菌性阴道病（BV）以乳酸杆菌减少和多种厌氧菌增多为特征，是PTB的公认风险因素。群落状态类型（CST）分类系统，尤其是CST-IV（贫乳酸杆菌、高多样性状态），在部分研究中与sPTB相关，但该关联在不同人群中存在不一致性，受种族、地理和方法学差异影响。这种不一致促使研究焦点从广义群落类型转向特定微生物标志物。然而，基于精确细菌分类群的预测模型虽具潜力，但结果仍有变异。在中国人群中，已有研究探讨阴道微生物组与PTB的关系，但发现不一致，尤其关于α多样性和特定分类群。更重要的是，现有中国人群研究均采用横断面或病例对照设计，仅单次采样，无法捕捉妊娠期阴道微生物组的动态变化，也无法确定时间不稳定性（而非静态群落状态）是否贡献于sPTB风险。
**研究目的与意义**
为填补这一空白，研究人员在中国人群中开展了一项前瞻性纵向队列研究，采用双方法（16S rRNA测序和靶向qPCR）覆盖三个孕晚期，以表征阴道微生物组与sPTB的动态关系。突破传统CST框架（常产生不一致关联），聚焦于更具体的微生物物种和数量，以及妊娠期阴道微生物组的时间稳定性。该研究发表在《Microbiology Spectrum》。
**关键技术与方法**
研究于2019年12月至2021年9月在北京协和医院进行，纳入282名孕妇（最终273名纳入分析，包括26例sPTB和247例足月分娩）。纵向收集阴道拭子于三个时间段：孕11–16周、22–28周、34–37周。采用两种互补方法：靶向实时PCR（30种病原体检测试剂盒，FlashDetect MAX）和16S rRNA基因V3–V4区测序（Illumina HiSeq 2500平台）。通过类似肠型的聚类定义CST，基于Bray-Curtis距离和Ward.D2连接。使用MaAsLin3进行差异丰度分析，经Benjamini-Hochberg（BH）FDR校正，调整母亲年龄、体重指数（BMI）和不良产科病史。α多样性用Chao1、Shannon和Simpson指数评估，β多样性用Bray-Curtis相异度及主坐标分析（PCoA）和非度量多维尺度分析（NMDS）可视化，统计检验采用ANOSIM。
**研究结果**
**参与者特征**
初始队列282名女性，排除失访、终止妊娠及医源性PTB后，273名纳入分析（sPTB 26例，足月247例）。sPTB总体患病率为9.5%。sPTB组中26.9%发生未足月胎膜早破（PPROM），53.8%为早期早产（<34周）。两组在母亲年龄、BMI、妊娠期体重增长及不良产科病史（如sPTB、晚期流产、宫颈机能不全）方面存在显著差异（P < 0.05）。
**阴道微生物组动态与稳定性**
α多样性分析：在任一孕晚期，sPTB组与足月组间Chao1、Shannon和Simpson指数均无显著差异（FDR校正后所有q > 0.05）。组内纵向比较也未发现显著变化（所有q > 0.05）。β多样性分析：基于Bray-Curtis相异度，sPTB组与足月组在孕早期（P=0.387，q=0.536）、孕中期（P=0.117，q=0.351）和孕晚期（P=0.059，q=0.315）均无显著差异。PCoA和NMDS图显示两组样本高度重叠。然而，所有样本在三个孕晚期均呈现三个主要聚类：聚类1以乳酸杆菌（尤其是L. crispatus和L. iners）高丰度为特征；聚类2以加德纳菌（Gardnerella vaginalis）高丰度驱动，常伴阴道阿托波菌（Atopobium vaginae）和普雷沃菌（Prevotella spp.）等BV相关分类群；聚类3与链球菌（Streptococcus spp.）及其他机会性病原体相关。在任一时间点，聚类成员与sPTB风险无显著关联。
**CST分布**
数据驱动聚类定义了6种CST：CST I（L. crispatus主导）、CST IIa（L. iners主导）、CST IIb（L. iners与非典型乳酸杆菌亚型共主导）、CST IIc（L. iners与L. jensenii共主导）、CST IIIa（BV相关分类群主导，包括G. vaginalis、A. vaginae和Megasphaera spp.）、CST IIIb（混合群落，由L. gasseri、非G. vaginalis加德纳菌亚型、咽峡炎链球菌（Streptococcus anginosus）、无乳链球菌（Streptococcus agalactiae）和长双歧杆菌（Bifidobacterium longum）主导）。经多变量Logistic回归调整后，无CST与sPTB风险显著相关（FDR校正后所有q > 0.05），且该关联在三个孕晚期均一致。
**纵向CST稳定性**
尽管静态CST分布无关联，纵向CST转换分析显示：足月组有182名女性整个妊娠期维持相同CST，而sPTB组仅5名（P < 0.05，Fisher精确检验）。桑基图和堆叠面积图进一步表明，sPTB病例中阴道群落组成波动显著，常出现乳酸杆菌优势与加德纳菌、阿托波菌或双歧杆菌丰度增加之间的多次转换，而足月对照组通常维持单一乳酸杆菌物种（主要为L. crispatus或L. iners）的稳定优势。
**差异丰度分析**
采用MaAsLin3对16S rRNA测序数据进行分析，经FDR校正后，仅在孕中期发现短双歧杆菌（Bifidobacterium breve）在sPTB组中显著富集，其余分类群均无显著差异（q > 0.1）。靶向qPCR数据中，名义上显著关联（未校正P < 0.05）包括：孕早期解脲脲原体（Ureaplasma urealyticum）丰度（P=0.037）、孕中期人型支原体（Mycoplasma hominis）丰度（P=0.030）、孕中期移动拟杆菌/脆弱拟杆菌（Bacteroides mobilis/Bacteroides fragilis）丰度（P=0.030），以及孕晚期Lactobacillus gasseri检出率（P=0.028）。但所有关联均未通过FDR校正（q > 0.1），且部分生物检出频率极低（如M. hominis仅在孕中期各1例样本中检出），无法进行稳健统计推断。16S与qPCR数据对比显示，M. hominis在16S测序中未被检出，而qPCR在少数样本中检出；U. urealyticum一致性较好（16S检出9例，qPCR检出322例）。
**讨论与结论**
研究主要发现：第一，经严格多变量调整和多重检验校正后，无特定CST与sPTB风险显著相关，但妊娠期纵向CST不稳定性与sPTB显著相关。第二，解脲脲原体、人型支原体和拟杆菌属在单变量分析中显示名义上显著关联，但未通过FDR校正，主要因其极低检出率和丰度。尽管未达统计显著性，这些生物几乎仅在sPTB病例中检测到，提示即使低丰度病原体也可能参与sPTB发病机制。CST框架虽有助于生态分类，但可能过于粗糙，无法捕捉功能上重要的细微变化。研究结果强调微生物风险预测模型的群体依赖性，必须考虑种族、遗传和环境因素。纵向不稳定性作为风险指标，提示无法维持稳定生态状态可能比处于任何单一状态更具致病性，符合妊娠需要稳定乳酸杆菌主导环境以维持宫颈完整性、防止上行感染的观点。三个主要聚类结构（乳酸杆菌主导、加德纳菌主导、链球菌主导）反映了阴道微生物组的经典生态组织，但聚类成员本身与sPTB风险无显著关联。物种水平qPCR数据揭示了特定病原体（如U. urealyticum、M. hominis）的潜在作用，但它们的高健康携带率提示其可能为必要但不充分因素，需与其他群落成员或宿主因素协同。16S与qPCR的差异凸显了靶向方法的互补价值，但极低检出频率也限制其群体水平应用。研究局限性包括sPTB组样本量较小（n=26），导致统计效力不足；早产导致孕晚期样本减少（sPTB组仅10例），使第三孕晚期结果仅适用于晚期早产亚组；16S RNA和qPCR方法无法提供菌株级分辨率或功能信息。**结论**：在该中国汉族队列中，sPTB与静态CST分类无关，但与妊娠期阴道微生物组CST的时间稳定性降低显著相关。几种分类群（解脲脲原体、人型支原体、拟杆菌属）显示名义上显著关联但未通过FDR校正，可能因丰度极低。这些发现提示生态不稳定性可能是该人群sPTB风险的指示指标，且sPTB的微生物病因复杂、具有背景依赖性，可能为群体特异性，涉及复杂的分类群间互作和宿主-微生物动态，不能简化为单一生物标志物或广义群落类型。未来预测模型必须整合这些动态和细微特征，以实现临床实用性。
