早产儿生命早期肠道菌群特征与若干临床干预措施相关性研究

Premature birth is a global clinical problem. Neonatal necrotizing enterocolitis and late-onset sepsis could be induced by abnormal gastrointestinal (GI) microbial structure. Establishment of healthy GI microbiota at early stage of life is crucial for the maturation of immune system and metabolic modulation. However, neonatal gut microbiota is modulated by multiple clinical intervetion factors. GI microbial pattern of preterm infants with molecular techniques and how it is influenced is poorly known. We aim to investigate colonization and succession of GI microbiota in preterm infants and multiple clinical interventions (e.g., parenteral nutrition and antibiotic therapy) that may affect the pattern using molecular techniques,bioinformatical and statistical analysis. Initially we will analyze the whole fecal microbial community and microbial diversity. Subsequently, we focus on predominant bacterial groups to examine the core microbiota. Next is to analyse specific bacterial groups/genus and genome function associated with clinical interventions. Finally these bacterial genus will be quantitatively studied. The present study will provide promising fundamental data on GI microbal and metabolic homeostasis to improve gut development and major disease prevention of preterm infants.

早产是全球常见临床问题，肠道菌群结构紊乱可以诱发早产儿坏死性小肠结肠炎和晚发小儿败血症。出生早期健康肠道菌群的建立对新生儿免疫发育和代谢调节产生至关重要作用，但肠道菌群可受到多个临床因素干预。分子基因技术确定早产儿肠道菌群建立模式以及影响菌群定植的数据非常有限。本研究采用分子印迹和定量PCR及测序等分子基因技术结合生物信息学和统计学，以足月顺产母乳喂养健康婴儿为对照研究NICU内早产儿0－3月龄期间肠道菌群交替演变及不同因素（抗生素、肠外营养等）对早产儿肠道菌群定植时间和结构的影响。首先分析粪便中全部菌群的构成和多样性，其次靶定优势菌群，明确早产儿肠道核心菌群，再次分析与不同影响因素相关的差异菌群及基因功能差异，最后量化特殊功能细菌的变化规律。本研究为改善早产儿肠道菌群及其代谢平衡,促进胃肠道发育从而预防早产儿重大疾病提供重要理论基础。

生命早期健康肠道菌群的建立对新生儿免疫发育和代谢调节产生至关重要作用,婴幼儿肠道菌群结构以及代谢活动的紊乱可能和儿童期或成年期代谢疾病和消化道疾病密切相关。早产是全球常见临床问题，但是早产儿的肠道菌群和功能以及影响菌群发育的临床及环境因素的研究还很缺乏，尤其是中国早产儿人群。本研究以50例顺产健康足月儿和51例早产儿为研究对象，采集每人出生后0-3月龄期间不同时段的558例粪便样本进行高通量测序分析和菌群功能预测。结果表明从出生到3月龄，不同时段早产儿的肠道菌群结构均和足月儿存在差异。早产儿组的个体差异及动态变化较对照组更明显。90天时早产儿肠道菌群特点是过量的Escherichia-shigella和极低水平的Bacteroides，并且早产儿在碳水化合物、脂肪、能量、氨基酸代谢及免疫和内分泌方面的菌群功能表达水平比足月儿显著降低。通过统计模型分析影响早产儿主要肠道菌群构成的不同因素鉴定出抗生素的使用时长及肠内营养的应用均会不利肠道有益微生物的定植，其次胎龄、性别也会影响早产儿肠道菌群。最后在纳入可能影响因素后通过统计模型描绘出早产儿和足月儿主要肠道菌群的早期发育轨迹公式。本研究的成果为充分理解中国早产儿肠道菌群及其功能在生命早期的构建及干扰因素提供重要理论基础，并有助于未来深入研究改善早产儿肠道菌群及其代谢平衡,促进胃肠道发育的有效干预手段。