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编程问答

iMeta | 南方医科大学谢黎炜、马颖联合发现新生儿肠道微生物网络结构变化规律...

發(fā)布時(shí)間：2024/3/24 编程问答 32 豆豆

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新生兒濕疹腸道菌群網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖譜

iMeta主頁：http://www.imeta.science

研究論文

●?原文鏈接DOI: https://doi.org/10.1002/imt2.90

●?2023年2月16日，南方醫(yī)科大學(xué)謝黎煒、馬穎團(tuán)隊(duì)在iMeta在線發(fā)表了題為“Microbial network signatures of early colonizers in infants with eczema?”的文章。

●?本研究結(jié)合圖論與網(wǎng)絡(luò)算法系統(tǒng)探索了中國嬰兒生命早期的腸道菌群變化，聯(lián)合分析結(jié)果表明不同民族的健康嬰兒在生命初期的腸道菌群網(wǎng)絡(luò)形態(tài)發(fā)展規(guī)律相似；并且健康嬰兒的腸道菌群網(wǎng)絡(luò)形態(tài)比患有濕疹的嬰兒更穩(wěn)定和復(fù)雜。此外，健康的嬰兒腸道菌群豐富度在生命早期逐步增高，而母親在孕晚期血清甘油三酯（TG）的高水平可能是出現(xiàn)新生兒濕疹的危險(xiǎn)因素。

●?第一作者：黃柳菁、盤桂花

●?通訊作者：謝黎煒 (xielw@gdim.cn)、馬穎（mayingwuzhuoyi@126.com）

●?合作作者：馮譯菲、范紫晶、馬凱、王潤鑫、王廣賢、黃廣業(yè)、黃思霞、侯語匯、韓木蘭

●?主要單位：南方醫(yī)科大學(xué)珠江醫(yī)院婦產(chǎn)醫(yī)學(xué)中心；廣東省科學(xué)院微生物研究所，華南應(yīng)用微生物國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；新鄉(xiāng)醫(yī)學(xué)院公共衛(wèi)生學(xué)院；江蘇新申奧生物科技有限公司

亮? ?點(diǎn)

●?新生兒胎便菌群已具備一定的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋵W(xué)復(fù)雜度，隨著腸道菌群的成熟，菌群網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜度呈增加趨勢

●?生命早期健康嬰兒的腸道菌群網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)比患有濕疹的嬰兒更復(fù)雜和更穩(wěn)定

●?妊娠晚期甘油三脂水平升高可能是后代生命早期出現(xiàn)濕疹的危險(xiǎn)因素

摘? ?要

既往研究表明腸道菌群與新生兒濕疹存在關(guān)聯(lián)關(guān)系，且患有濕疹的嬰兒腸道菌群出現(xiàn)失衡與紊亂。盡管嬰兒腸道菌群組成已相對(duì)明了，但菌群內(nèi)部構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及其與宿主生理和病理表型的關(guān)系亟待研究。為了研究生命早期100天的腸道菌群網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變化，我們?cè)趶V州開展了一項(xiàng)隊(duì)列研究，一共納入了34位足月陰道順產(chǎn)的嬰兒，并且采集了胎糞以及出生后3個(gè)月共計(jì)四個(gè)時(shí)間點(diǎn)的糞便樣本，并進(jìn)行16S rRNA擴(kuò)增子測序和數(shù)據(jù)分析。同時(shí)，我們額外納入了兩項(xiàng)隊(duì)列研究的健康嬰兒腸道菌群樣本來支持本研究的結(jié)果。本研究結(jié)合圖論與網(wǎng)絡(luò)算法系統(tǒng)探索了中國嬰兒生命早期的腸道菌群變化，此外，聯(lián)合分析結(jié)果表明不同民族的健康嬰兒在生命初期的腸道菌群網(wǎng)絡(luò)形態(tài)發(fā)展規(guī)律相似；并且健康嬰兒的腸道菌群網(wǎng)絡(luò)形態(tài)比患有濕疹的嬰兒更穩(wěn)定和復(fù)雜。此外，健康的嬰兒腸道菌群豐富度在生命早期逐步增高，而母親在孕晚期血清甘油三酯（TG）的高水平可能是出現(xiàn)新生兒濕疹的危險(xiǎn)因素。

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全文解讀

引? 言

濕疹（也稱為特應(yīng)性皮炎，AD）是一種免疫相關(guān)的炎癥性皮膚病，經(jīng)常在生命早期發(fā)展并持續(xù)到成年期。根據(jù)全球疾病負(fù)擔(dān)調(diào)查，這種疾病影響了至少 15% 的兒童，并且其患病率逐年上升。該病的癥狀與年齡、疾病分期、種族和地理位置密切相關(guān)。在嬰兒中，濕疹通常會(huì)影響頭部、面部和四肢，導(dǎo)致皮膚干燥、開裂和鱗屑。

免疫印記可以追溯到胎兒時(shí)期，并與母體微生物群及其代謝物相關(guān)，例如短鏈脂肪酸 (SCFA)，已被證明在免疫調(diào)節(jié)中具有重要作用。微生物組成與人類健康密切相關(guān)，新生兒可通過接觸豐富的微生物并獲益。先鋒物種的初始定殖始于出生，隨后微生物多樣性和群落迅速增加。在生命的前 100 天，嬰兒主要從母乳或配方奶中獲取營養(yǎng)。一項(xiàng)大規(guī)模的薈萃分析發(fā)現(xiàn)，如果在出生后的前三個(gè)月進(jìn)行純母乳喂養(yǎng)，具有AD家族史的兒童患AD的可能性較小。由于微生物多樣性與人類健康之間存在的密切關(guān)系，了解微生物群落的形成和維持對(duì)于靶向整個(gè)微生物群落的干預(yù)是十分重要的。

微生物群對(duì)宿主生理學(xué)影響的研究主要包括四個(gè)方面，即屏障功能、免疫調(diào)節(jié)、定植抵抗和發(fā)育。部分微生物可產(chǎn)生有益的代謝物并發(fā)揮功能，這些共生微生物的穩(wěn)定性被認(rèn)為是宿主健康和機(jī)體維持穩(wěn)態(tài)的關(guān)鍵。因此，腸道微生物群的急劇變化往往與疾病的發(fā)生和發(fā)展密切相關(guān)。此外，在腸道生態(tài)系統(tǒng)中存在諸多細(xì)菌相互作用，通過在生態(tài)位內(nèi)代謝物、能量、信號(hào)和其他物質(zhì)的交換，各種微生物共同形成一個(gè)復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)。為了剖析這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)算法和圖論已經(jīng)被用來揭示微生物群落內(nèi)的競爭、共生和互動(dòng)情況。

盡管臨床研究已經(jīng)報(bào)道了腸道微生物群的改變與兒童濕疹患病率之間的關(guān)聯(lián)，使人們對(duì)兒童濕疹的微生物群失調(diào)有了深刻的了解，但仍然缺乏腸道菌群網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)在生命早期如何發(fā)生變化以及其與宿主表型關(guān)系的研究和探索。采集嬰兒期到幼兒期的糞便樣本進(jìn)行縱向分析，可以動(dòng)態(tài)的認(rèn)識(shí)生命早期微生態(tài)的變化。尤其是生命早期100 天腸道菌群的組成和變化對(duì)免疫印記至關(guān)重要，而已發(fā)表的研究并未將此時(shí)間段作為研究重點(diǎn)。此外，母親孕前體重指數(shù) (BMI) 對(duì)后代濕疹發(fā)展的影響仍存在爭議。因此，有必要使用網(wǎng)絡(luò)和圖論等方法深入探索腸道微生物組與濕疹風(fēng)險(xiǎn)之間的關(guān)系。

為了更好地了解嬰兒出生后前 100 天的腸道微生物網(wǎng)絡(luò)，我們?cè)谀戏结t(yī)科大學(xué)珠江醫(yī)院婦產(chǎn)醫(yī)學(xué)中心招募，并采集了嬰兒出生以及出生后1、2 和 3 個(gè)月齡的糞便樣本，進(jìn)行 16S 擴(kuò)增子測序和數(shù)據(jù)分析，系統(tǒng)的探索了與濕疹相關(guān)的潛在微生物群因素。

結(jié)? 果

母嬰人口學(xué)特征及臨床檢查結(jié)果

在婦產(chǎn)醫(yī)學(xué)中心出生的新生兒，如果常規(guī)檢查無異常，則不進(jìn)行任何血清學(xué)或影像學(xué)檢查。嬰兒性別、出生體重、身長、頭圍、胎兒分娩方式和 Apgar 評(píng)分在對(duì)照組（Healthy Control）和病例組（Infantile eczema Group）之間的差異沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。兩組嬰兒都是純母乳喂養(yǎng)或主要母乳喂養(yǎng)，并且在采樣期間孕婦和胎兒沒有接受抗生素治療。入選的34位媽媽均居住在廣州，孕期均定期進(jìn)行產(chǎn)檢。所有產(chǎn)婦入院后均接受了全面的體格檢查以備分娩，包括血常規(guī)檢查、凝血功能、肝腎功能、口服葡萄糖耐量試驗(yàn)（OGTT）、感染性疾病、血型、甲狀腺功能和糖化血紅蛋白水平等。這些定期檢查的臨床指標(biāo)，包括孕前體重指數(shù)（BMI）和孕期體重增加情況，在對(duì)照組和病例組之間沒有發(fā)現(xiàn)顯著差異。然而，病例組嬰兒的母親分娩前BMI明顯低于對(duì)照組（表1；表S1）。既往研究表明，孕前 BMI 和孕期體重增加均與圍產(chǎn)期并發(fā)癥和不良妊娠結(jié)局的發(fā)生有關(guān)。在本研究中，雖然母親孕前 BMI 在兩組間不存在顯著差異，但兩組嬰兒的母親在分娩前 BMI 存在顯著差異。此外，病例組嬰兒的母親在分娩前的血肌酐和甘油三酯 (TG) 水平顯著升高。兩組母親的肌酐均在正常范圍內(nèi)（表 S1）。然而，因?yàn)閼言衅陂g激素的變化會(huì)導(dǎo)致甘油三酯的生理性升高，兩組母親的TG均高于正常范圍。但有研究提示，妊娠晚期母親血清中甘油三酯水平高可能與妊娠不良結(jié)局事件有關(guān)。

表1. 受試者嬰兒及母親的人口學(xué)特征及臨床檢查結(jié)果

健康嬰兒和濕疹嬰兒的腸道微生物多樣性不同

對(duì)照組和病例組門級(jí)微生物群的堆積條形圖如圖 1B 所示。嬰兒腸道中的主要先鋒菌在門水平包括變形菌門、厚壁菌門、放線菌門和擬桿菌門。其中，以藍(lán)色顯示的變形菌門和厚壁菌門在嬰兒胎糞樣本中為優(yōu)勢菌，而變形菌和放線菌門在出生后第 1、2 和 3 個(gè)月的糞便樣本中占主要構(gòu)成。Alpha 多樣性被用于描述腸道生態(tài)系統(tǒng)的微生物豐富度和均勻度。如圖 1C 所示，與胎糞相比，在嬰兒第 1、2 和 3 月齡糞便樣本中，對(duì)照組腸道菌群的Inverse Simpson (InvSimpson) 指數(shù)顯著升高。與對(duì)照組相比，病例組1、2和3月腸道菌群樣本的 InvSimpson 指數(shù)較胎糞樣本有增加趨勢，但未達(dá)到統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（圖 1C）?；谥髯鴺?biāo)分析（PCoA）的Beta多樣性結(jié)果表明，嬰兒第1、2和3個(gè)月的腸道微生物群結(jié)構(gòu)與胎糞之間的差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（圖 1D)。Beta多樣性結(jié)果與細(xì)菌相對(duì)豐度的堆疊條形圖中觀察到的結(jié)果相互呼應(yīng)（圖 1B），在圖 1C中我們可以觀察到在第 1、2 和 3 個(gè)月收集的糞便樣本和胎便樣本之間的明顯差異。為了進(jìn)一步驗(yàn)證在不同時(shí)間點(diǎn)收集的樣本中微生物結(jié)構(gòu)的組間變異性，對(duì)不同時(shí)間點(diǎn)樣本分別進(jìn)行了降維分析。如結(jié)果所示，兩組嬰兒的胎糞樣本（圖 1E，p?= 0.1）、產(chǎn)后第 1 個(gè)月的糞便樣本（圖 1F，p?= 0.96）和產(chǎn)后第 2 個(gè)月（圖 1G，p?為 0.084）。在 PCoA 軸 2 的組間變異性逐漸變大，說明健康嬰兒和出現(xiàn)濕疹的嬰兒的腸道微生物群結(jié)構(gòu)隨著發(fā)展和成熟過程中逐步出現(xiàn)差異。有趣的是，在產(chǎn)后第 3 個(gè)月觀察到 PCoA 軸 2 的差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（圖 1H，p?= 0.011）。這些結(jié)果表明，腸道微生物群的組成在嬰兒期逐漸發(fā)生變化，對(duì)照組嬰兒的腸道菌群豐富度增加更為顯著。

圖 1. 生命早期嬰兒腸道菌群結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

（A）研究流程圖；（B）菌群堆積條形圖；（C）基于Inverse Simpson指數(shù)的Alpha多樣性箱線圖；（D）基于PCoA (Principal Coordinate Analysis)的β多樣性降維分析結(jié)果；（E）胎便樣本的β多樣性；（F）1月齡樣本的β多樣性；（G）2月齡樣本的β多樣性；（H）3月齡樣本的β多樣性。

健康嬰兒在生命早期微生物網(wǎng)絡(luò)具有相似的節(jié)律性

生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性對(duì)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性具有重要作用，而我們對(duì)新生兒腸道微生物群網(wǎng)絡(luò)形態(tài)的了解不足。因此，我們利用受試嬰兒生命早期共計(jì)4個(gè)時(shí)間點(diǎn)的糞便樣本開展生命早期腸道微生物群網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)研究。我們基于每組樣本的擴(kuò)增子序列變異 (Amplicon sequence variant, ASV) 構(gòu)建了時(shí)間序列分子生態(tài)網(wǎng)絡(luò) (MEN)（圖 2A）。為了更好的說明腸道菌群在生命早期的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變化，我們整合了Roswall 等人的瑞典隊(duì)列和Christensen 等人的丹麥隊(duì)列中隨機(jī)選擇的 16 名健康嬰兒，獲得了在不同時(shí)間點(diǎn)收集的腸道菌群樣本，并構(gòu)建 MEN（圖 S1A、B），我們可以觀察到生命早期腸道微生物群中存在的交互網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋵W(xué)指標(biāo)用于展示視覺映射，包括簇?cái)?shù)（Number of clusters, No. Clusters）、邊數(shù)（Number of edges, Num. Edges）、正相關(guān)邊數(shù)（Number of positive edges, Num. Pos. Edges）、負(fù)相關(guān)邊數(shù)（Number of negative edges, Num. Neg. Edges）、直徑（Diameter）、平均路徑（Average path length）, 中介中心性（Centralization betweenness），其中幾個(gè)網(wǎng)絡(luò)圖論指數(shù)在胎便樣本中大于零，表明健康新生兒腸道中已經(jīng)存在一定程度的微生物群網(wǎng)絡(luò)（圖2B）。

圖2. 生命早期腸道菌群網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變化

（A）時(shí)間序列分子生態(tài)網(wǎng)絡(luò) (MEN)；（B）網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋵W(xué)指標(biāo)，折線圖分別反映了本研究中的健康嬰兒（綠色）和患有濕疹的嬰兒（藍(lán)色），以及兩個(gè)獨(dú)立研究的健康嬰兒（綠色）腸道網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變化。

降低生產(chǎn)成本并保護(hù)環(huán)境

從結(jié)果中，我們可以觀察到健康嬰兒早期先鋒菌網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的復(fù)雜性已具備一定水平，例如簇?cái)?shù)、邊數(shù)、正相關(guān)邊數(shù)、頂點(diǎn)數(shù)、平均度（Average degree, Average K）、相對(duì)模塊化（Relative modularity, RM）、集中度（Centralization degree）（圖 2B；圖 S1C）。從綠色的折線圖中，我們可以觀察到這些指標(biāo)從第二個(gè)采樣時(shí)間點(diǎn)開始逐漸增加，提示網(wǎng)絡(luò)隨著時(shí)間的推移變得復(fù)雜和成熟。在 Roswall 等人和 Christensen 等人的研究提取的獨(dú)立隊(duì)列數(shù)據(jù)分析結(jié)果中，這些網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋵W(xué)指標(biāo)仍然為零，例如直徑、平均路徑和中介中心性；但是當(dāng)前隊(duì)列中健康嬰兒的結(jié)果可以觀察到一定變化趨勢。我們推測這是由于 16S rRNA 數(shù)據(jù)的測序質(zhì)量差異所致。在我們的研究中，由于采用了標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格的采樣流程、測序流程以及主流測序儀，我們獲得了高質(zhì)量的測序數(shù)據(jù)。相反，對(duì)獨(dú)立隊(duì)列的16S rRNA數(shù)據(jù)進(jìn)行質(zhì)量控制過程中過濾了不合格的序列，導(dǎo)致下游分析的ASV數(shù)量有限。為了進(jìn)一步探索獨(dú)立隊(duì)列的基本微生物特征，我們分別繪制了菌群堆積條形圖并且進(jìn)行了alpha 多樣性和 beta 多樣性分析（圖 S2）。從圖中我們可以得出結(jié)論，雖然健康嬰兒的腸道微生物特征在三個(gè)數(shù)據(jù)集中有所不同，但網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲笖?shù)在新生兒胎便樣本中處于較高水平，并且網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜性隨著腸道微生物群的成熟而逐漸增加。值得注意的是，三批時(shí)序數(shù)據(jù)的keystone節(jié)點(diǎn)數(shù)指標(biāo)均為零，反映出雖然生命早期腸道內(nèi)已經(jīng)形成了稀疏的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，但目前還沒有滿足算法界定的核心先鋒菌。此外，在本研究嬰兒3月齡采集的腸道菌群中觀察到負(fù)相關(guān)邊數(shù)的出現(xiàn)，反映了先鋒菌之間的競爭。總之，這些數(shù)據(jù)表明網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲笖?shù)在胎便樣本中較高，并且隨著腸道菌群的成熟可以觀察到網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜性增加的趨勢。上述結(jié)果表明，健康嬰兒的腸道微生物網(wǎng)絡(luò)存在節(jié)律性變化，這可能對(duì)生命早期的健康發(fā)展至關(guān)重要。

健康嬰兒的腸道微生物群網(wǎng)絡(luò)更密集

人體腸道微生物群存在內(nèi)部相互作用并且微生物群的網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性對(duì)宿主健康至關(guān)重要，但目前對(duì)網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)態(tài)仍知之甚少。嬰兒時(shí)期的腸道微生物群一直是人們關(guān)注的焦點(diǎn)，這是腸道微生物群和其他生理和生物學(xué)過程發(fā)展的一個(gè)重要時(shí)期。因此，探索生命早期100天的微生物群的互作并識(shí)別其變化規(guī)律有利于加深我們對(duì)新生兒濕疹的認(rèn)識(shí)。在本研究中，相同時(shí)間點(diǎn)對(duì)照組嬰兒腸道菌群的簇?cái)?shù)高于病例組嬰兒（圖 2B）。另外，對(duì)照組嬰兒腸道菌群簇?cái)?shù)自出生起開始增加，第3個(gè)月略有減少，但仍高于第1個(gè)月和胎便樣本。而病例組嬰兒腸道菌群簇?cái)?shù)在出生后減少，然后在第3個(gè)月顯著增加。對(duì)照組健康嬰兒腸道菌群網(wǎng)絡(luò)圖中邊數(shù)、正相關(guān)邊數(shù)和頂點(diǎn)的數(shù)量先減少后增加，這個(gè)動(dòng)態(tài)模式也在兩個(gè)獨(dú)立數(shù)據(jù)集中得到驗(yàn)證。而在病例組中邊數(shù)和正相關(guān)邊數(shù)在第三個(gè)月明顯下降，而頂點(diǎn)數(shù)則在生命早期趨于平穩(wěn)。由于在獨(dú)立數(shù)據(jù)集中獲得的頂點(diǎn)數(shù)量較少，MEN直徑在這種映射模式下沒有改變。另一個(gè)有趣的結(jié)果是，對(duì)照組嬰兒3月齡時(shí)，腸道菌群可觀察到負(fù)相關(guān)的邊，反映了微生物群落中競爭拮抗簇的出現(xiàn)，但在病例組中沒有觀察到該現(xiàn)象。不僅如此，代表病例組的藍(lán)色折線在多個(gè)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲笖?shù)中的變化均出現(xiàn)異常。例如，邊數(shù)、正相關(guān)邊數(shù)、連接性（Connectance , Edge density）、平均度、接近中心性（Centralization closeness）、中心度（Centralization degree）均在第二個(gè)月出現(xiàn)高峰，并在第三個(gè)月驟降，這種驟變可能與嬰兒濕疹的發(fā)病有關(guān)（圖 2B；圖 S1C）。總的來說，我們發(fā)現(xiàn)濕疹嬰兒的網(wǎng)絡(luò)特征節(jié)律缺失，而健康嬰兒的腸道微生物群網(wǎng)絡(luò)更加密集。

嬰兒腸道菌群的建立

菌株水平研究發(fā)現(xiàn)，母嬰之間菌株的垂直傳播是嬰兒腸道先鋒菌的主要來源。鑒于 16S 擴(kuò)增子測序在物種水平鑒定準(zhǔn)確性的不足，本研究中，我們分析比較了不同時(shí)間點(diǎn)兩組樣本間菌科的差異，但沒有觀察到任何具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的差異菌。該結(jié)果可能是由于本項(xiàng)研究招募的嬰兒均為陰道分娩，并且在出生后的前 3 個(gè)月內(nèi)采取純母乳喂養(yǎng)或者母乳喂養(yǎng)為主僅偶爾補(bǔ)充配方奶粉。三元圖被用于展示嬰兒腸道中先鋒菌的發(fā)展轉(zhuǎn)化過程（圖 3A、B）。在對(duì)照組和病例組的胎便、產(chǎn)后1月和產(chǎn)后3月腸道菌群樣本中，腸桿菌科和雙歧桿菌科都是生命早期的優(yōu)勢細(xì)菌（表 S2 和 S3）。從三元圖中灰色線條內(nèi)部區(qū)域可見到對(duì)照組和病例組分別只有 2 個(gè)和 5 個(gè)優(yōu)勢菌科從出生持續(xù)到第 3 個(gè)月，反映了生命早期腸道微生物群的劇烈變化（圖 3A、B）。乳桿菌科在胎便樣本中占比更高（圖 3A，B），開始接受哺乳后采集的腸道菌群中乳桿菌科的占比不及 1%（圖 3C）。腸桿菌科是一類兼性厭氧菌，是人類和動(dòng)物的共生菌之一。另一方面，雙歧桿菌科和乳桿菌科在生命早期展現(xiàn)出相反的變化趨勢。長雙歧桿菌、動(dòng)物雙歧桿菌和鼠李糖乳桿菌等均是在這兩個(gè)益生菌科下的有益菌，在既往大量研究中被報(bào)導(dǎo)能夠改善機(jī)體健康。在本研究中，我們觀察到嬰兒糞便中乳桿菌科的相對(duì)豐度在母乳喂養(yǎng)開始后顯著下降（圖 3C）。相比之下，雙歧桿菌科在哺乳開始后在腸道中更為豐富（圖 3D）。從三元圖中，我們還可以得出結(jié)論，健康嬰兒和患有濕疹的嬰兒腸道菌群的發(fā)育模式存在很大差異。

圖3. 嬰兒腸道菌群的建立

（A）健康嬰兒胎便、出生1月和2月腸道菌群三元圖；（B）患有濕疹的嬰兒胎便、出生1月和2月腸道菌群三元圖；（C）乳桿菌科相對(duì)豐度箱線圖；（D）雙歧桿菌科相對(duì)豐度箱線圖。

母親妊娠晚期甘油三酯水平升高可能是濕疹的危險(xiǎn)因素

根據(jù)變量特征采用獨(dú)立t檢驗(yàn)、Mann-Whitney檢驗(yàn)、卡方檢驗(yàn)和Fisher精確檢驗(yàn)對(duì)兩組嬰兒基本特征、母體人口統(tǒng)計(jì)學(xué)和臨床檢查結(jié)果進(jìn)行單變量比較。為了確定與濕疹存在獨(dú)立相關(guān)的變量，選擇單變量分析中 p?< 0.05 的變量作為多元邏輯回歸的潛在自變量。產(chǎn)婦孕前BMI統(tǒng)計(jì)結(jié)果雖然未達(dá)到0.05的統(tǒng)計(jì)閾值，但對(duì)產(chǎn)前BMI有直接影響。因此，將孕前BMI一并納入到多元邏輯回歸分析。統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表2所示，濕疹的發(fā)生與母親孕晚期 TG 水平呈正相關(guān)（校正后的比值比 = 3.41 (95% CI: 1.13-10.25)，p?= 0.029)。因此，母親妊娠晚期甘油三酯水平高可能是濕疹的危險(xiǎn)因素。

表2. 多元邏輯回歸

討? 論

我們以間隔一月的采樣頻率收集了嬰兒出生后4個(gè)時(shí)間點(diǎn)的糞便樣本，并完成了定期隨訪以獲取每對(duì)母嬰的詳細(xì)信息。聯(lián)合另外兩項(xiàng)獨(dú)立縱向調(diào)查的 16S rRNA擴(kuò)增子測序數(shù)據(jù)，我們發(fā)現(xiàn)新生兒胎便菌群已具備一定的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋵W(xué)復(fù)雜度，隨著腸道菌群的發(fā)育，菌群網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜度呈增加趨勢。此外，基于我們采集的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)健康嬰兒的腸道微生物群網(wǎng)絡(luò)比患有濕疹的嬰兒更密集。我們的研究結(jié)果還表明，腸道微生物群的生態(tài)演替在嬰兒期是一個(gè)動(dòng)態(tài)過程，健康的嬰兒在生命早期100天的腸道微生物豐富度增加明顯，母親妊娠晚期血清中甘油三酯水平升高可能是新生兒濕疹的危險(xiǎn)因素。

越來越多的證據(jù)表明，腸道微生物群對(duì)于免疫系統(tǒng)的發(fā)育以及新生兒、嬰兒、兒童和成人時(shí)期濕疹的預(yù)防至關(guān)重要。其中，一些橫斷面研究獲得了 6 個(gè)月以下嬰兒的糞便樣本，而其他研究則進(jìn)行了縱向研究。一項(xiàng)縱向研究通過對(duì) 5 周齡至 6-11 歲兒童糞便微生物群進(jìn)行連續(xù)采樣，數(shù)據(jù)表明微生物多樣性和組成的改變要早于過敏的出現(xiàn)。此外，腸道菌群自出生時(shí)建立，隨后微生物多樣性和群落迅速增加。這些研究強(qiáng)調(diào)了生命早期微生物演替和成熟的重要性，但是研究中納入出生后 100 天嬰兒糞便的設(shè)計(jì)并不多。只有一項(xiàng)研究覆蓋了來自產(chǎn)后 5、13、21 和 31 周以及6 至 11 歲兒童（嬰兒）的樣本；然而，該研究采樣間隔大，而且沒有采集胎便樣本。在我們的研究中，以一個(gè)月的采樣間隔，在四個(gè)時(shí)間點(diǎn)收集嬰兒糞便樣本，使我們能夠探索生命早期的微生物特征和成熟。此外，最近發(fā)表的一項(xiàng)研究表明，沒有證據(jù)表明胎便菌群組成與 4 歲以下兒童的特應(yīng)性皮炎有關(guān)。在本研究中，胎便菌群結(jié)構(gòu)在組間未觀察到明顯差異，但從第 2 個(gè)月的腸道菌群中可以觀察到差異（圖 1G，p = 0.084），并在第 3 個(gè)月達(dá)到統(tǒng)計(jì)顯著性（圖 1H，p = 0.011)。總的來說，在控制了包括出生方式、母乳喂養(yǎng)狀態(tài)和抗生素使用情況這些混雜因素后，我們發(fā)現(xiàn)患有濕疹的嬰兒在出生后的頭 100 天內(nèi)的 alpha 和 beta 多樣性發(fā)展情況與健康嬰兒相比存在異常。

在漫長的歷史中，圖論作為數(shù)學(xué)的一個(gè)分支，以圖為研究對(duì)象進(jìn)行節(jié)點(diǎn)和邊關(guān)系的數(shù)學(xué)推理。隨著社交網(wǎng)絡(luò)分析和網(wǎng)絡(luò)科學(xué)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)研究得到越來越多的關(guān)注，圖論也開始應(yīng)用于這些領(lǐng)域。然而，新生兒微生物組研究大多缺乏對(duì)菌群網(wǎng)絡(luò)特性的進(jìn)一步描述。共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)是最常用的網(wǎng)絡(luò)類型之一，它可以直觀地顯示不同微生物類群之間的正相關(guān)和負(fù)相關(guān)關(guān)系。雖然共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)可以顯示不同分微生物類群之間的復(fù)雜關(guān)系，但我們不能忽視一個(gè)事實(shí)，即不存在一個(gè)完全適用的健康微生物組配置。ASV 是微生物的預(yù)注釋核酸序列，可以更好地應(yīng)用于構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以證明生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)的相互聯(lián)系。此外，在基于人群的宏基因組學(xué)分析中，作者證明 16S rRNA 基因測序在預(yù)測微生物科級(jí)別結(jié)果要多于宏基因組鳥槍法測序。結(jié)合網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲笜?biāo)與ASV結(jié)果能共同體現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性和穩(wěn)定性。為了驗(yàn)證我們的假設(shè)，即生命早期腸道微生物網(wǎng)絡(luò)節(jié)律的動(dòng)態(tài)變化與嬰兒的健康密切相關(guān)，我們基于三個(gè)獨(dú)立數(shù)據(jù)集的科水平的 ASV 構(gòu)建了 MEN，并證明了不同國家的健康嬰兒的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲笜?biāo)共享一致的動(dòng)態(tài)變化；并說明了與患有濕疹的嬰兒相比，健康嬰兒具有更密集的腸道微生物群網(wǎng)絡(luò)。

濕疹的原因是多方面的，包括遺傳、父母和生活環(huán)境等。在這些因素中，嬰兒的腸道微生物組對(duì)兒童免疫系統(tǒng)的發(fā)育具有重要影響。在本研究中，InvSimpson 指數(shù)在生命早期的健康嬰兒中顯著升高，而患有濕疹的嬰兒只能觀察到升高的趨勢但變化沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（圖 1C）。結(jié)果表明 InvSimpson 指數(shù)可能是一種保護(hù)因素，這與之前的研究一致。InvSimpson 指數(shù)是能夠反映微生物組豐富度和均勻度的 alpha 多樣性指數(shù)之一。其中一個(gè)可能的原因是兩組嬰兒的生活環(huán)境不同。較早的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，父親受過高等教育的嬰兒患濕疹的風(fēng)險(xiǎn)更高（OR_adj（95% CI）= 9.93（1.83-53.71），p?= 0.008）。研究人員還推測，受教育程度較高的父親可能對(duì)衛(wèi)生保潔有更高的要求，這表明嬰兒在早期因接觸不衛(wèi)生環(huán)境而感染傳播性疾病的概率較低，但這可能是過敏性疾病的患病率上升的原因。另一項(xiàng)研究調(diào)查了城市化微生物群對(duì)嬰兒、免疫體質(zhì)和特應(yīng)性疾病發(fā)病的影響，表明城市化引起的嬰兒微生物群的變化可能會(huì)通過影響免疫系統(tǒng)的發(fā)育而增加患哮喘和特應(yīng)性皮炎的風(fēng)險(xiǎn)。另一方面，越來越多的研究調(diào)查了農(nóng)村生活對(duì)嬰兒成長的有益影響，強(qiáng)調(diào)由于城市化發(fā)展，嬰兒不能暴露于某些微生物的環(huán)境導(dǎo)致了過敏性疾病的全球上升。盡管在本研究中的嬰兒均在中國，廣州，這個(gè)城市化程度高的城市出生和長大，但他們的生活環(huán)境可能仍然不同。上述研究發(fā)現(xiàn)可以通過接觸非城市化環(huán)境來提高腸道微生物多樣性，這可能是降低過敏性疾病風(fēng)險(xiǎn)的一種方法。在目前的研究中，從α多樣性和網(wǎng)絡(luò)特性的指標(biāo)，我們可以觀察到濕疹嬰兒腸道菌群的發(fā)育出現(xiàn)了異常。我們推測腸道中早期定植菌的豐富性對(duì)于發(fā)展復(fù)雜的微生物網(wǎng)絡(luò)可能很重要。據(jù)報(bào)道，益生菌、益生元和合生元在預(yù)防和治療許多健康問題都表現(xiàn)出一定的潛力，我們推測對(duì)于腸道微生態(tài)失調(diào)的濕疹嬰兒適當(dāng)?shù)难a(bǔ)充微生態(tài)制劑有望通過增加腸道菌群的豐富度來促進(jìn)微生物網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)展。除了可能與環(huán)境因素密切相關(guān)的InvSimpson指數(shù)外，目前的研究發(fā)現(xiàn)，母親孕晚期血清甘油三酯升高可能是濕疹的危險(xiǎn)因素（OR_adj（95% CI）=3.41（1.13-10.25） , p = 0.029)。雖然兩組母親產(chǎn)前BMI存在顯著差異，但多元邏輯回歸分析表明，只有孕晚期產(chǎn)婦TG高是濕疹發(fā)生的危險(xiǎn)因素。既往研究中，有研究發(fā)現(xiàn)母親肥胖和妊娠期體重增加不是特應(yīng)性疾病的危險(xiǎn)因素，同時(shí)也有報(bào)道稱母親孕前BMI是兒童期濕疹的危險(xiǎn)因素之一。其中的機(jī)制仍需要進(jìn)一步研究闡明。

這項(xiàng)研究存在一定的局限性。首先，它不是基于大樣本的研究，往后應(yīng)該進(jìn)一步擴(kuò)大隊(duì)列。季節(jié)變化和不同的氣候因素對(duì)濕疹的發(fā)病和嚴(yán)重程度存在一定影響。雖然本研究的嬰兒是在中國廣州的夏季招募的，當(dāng)時(shí)氣溫在 30 攝氏度左右，但我們沒有對(duì)嬰兒的成長環(huán)境進(jìn)行調(diào)查。此外，濕疹被認(rèn)為與整個(gè)嬰幼兒時(shí)期的睡眠質(zhì)量受損有關(guān)，這強(qiáng)調(diào)了長期跟蹤受試嬰兒的疾病嚴(yán)重程度、同期出現(xiàn)的癥狀以及睡眠質(zhì)量和睡眠持續(xù)時(shí)間的重要性。最后，如果能夠持續(xù)每日采樣將能夠更細(xì)致地發(fā)現(xiàn)腸道微生物初期演替過程中網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜性發(fā)展的規(guī)律。

結(jié)? 論

網(wǎng)絡(luò)分析和圖論可用于發(fā)現(xiàn)微生物群的形成和構(gòu)建過程。在本研究中，不同種族的健康嬰兒在生命早期具有相似的腸道微生物網(wǎng)絡(luò)變化，而與健康嬰兒相比，患有濕疹的嬰兒則表現(xiàn)出更稀疏和波動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)。通過時(shí)間序列數(shù)據(jù)，我們證明濕疹嬰兒的微生物結(jié)構(gòu)在第 3 個(gè)月出現(xiàn)明顯失調(diào)。研究結(jié)果還提示母親妊娠晚期血清甘油三酯水平升高可能與嬰兒濕疹的發(fā)生有關(guān)。

方? 法

受試者入組

2021年6月至2021年10月，對(duì)中國廣州市南方醫(yī)科大學(xué)珠江醫(yī)院產(chǎn)科收治的所有孕婦進(jìn)行了健康評(píng)估。先前的研究表明，嬰兒出生方式會(huì)顯著影響腸道菌群的結(jié)構(gòu)，在陰道分娩過程中嬰兒通過垂直傳播途徑接觸到母親陰道中的乳桿菌。因此，我們僅招募了陰道分娩的嬰兒。此外，世界衛(wèi)生組織 (WHO) 和聯(lián)合國國際兒童緊急基金會(huì) (UNICEF) 建議兒童在出生后的第一個(gè)小時(shí)內(nèi)開始母乳喂養(yǎng)，并在出生后的前 6 個(gè)月內(nèi)進(jìn)行純母乳喂養(yǎng)。因此，本研究僅納入了具有純母乳喂養(yǎng)意愿的孕婦。由于個(gè)體間存在微生物群的異質(zhì)性，我們?cè)谌虢M期間設(shè)計(jì)了嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)（如入組排除條件所示），盡管在本市的三甲醫(yī)院展開研究，4 個(gè)月內(nèi)共入組的隊(duì)列規(guī)模仍然較小。在當(dāng)前的研究中，我們對(duì) 876 名健康孕婦及其嬰兒進(jìn)行了初篩，其中大部分因不符合入組標(biāo)準(zhǔn)或拒絕參加本研究而未被納入。進(jìn)入采樣流程的母嬰共計(jì)42對(duì)。生命中的早期定殖者對(duì)健康至關(guān)重要，尤其是對(duì)嬰兒免疫系統(tǒng)的發(fā)育。(新生兒)胎便主要在胎兒時(shí)期形成，而胎兒處于相對(duì)厭氧的環(huán)境中，胎糞樣本中兼性厭氧菌和嚴(yán)格厭氧菌的比例明顯高于后期采集的嬰兒糞便。由于免疫系統(tǒng)的發(fā)育可以追溯到胚胎期，我們推測胎便的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可能與免疫系統(tǒng)的發(fā)生有關(guān)。

因此，分娩后嬰兒的胎便樣本由醫(yī)生在醫(yī)院采集。我們給所有的母親發(fā)放了居家采樣指南，介紹了在家中收集產(chǎn)后第 1、2、3 個(gè)月嬰兒糞便樣本的正確方法。我們?cè)诋a(chǎn)后前3個(gè)月提供健康指導(dǎo)并記錄母嬰的基本信息，例如健康狀況和藥物使用情況。在嬰兒 6 月齡時(shí)再次通過問卷收集嬰兒的健康狀況信息。然而，在采樣期間，有 7 對(duì)母嬰因拒絕繼續(xù)配合或診斷出疾病而退出研究。所以最終，我們從 35 對(duì)母嬰處獲得了4個(gè)時(shí)間點(diǎn)的樣本，并對(duì)這些樣本進(jìn)行了 16S rRNA 基因擴(kuò)增子測序。由于一位母親在產(chǎn)后 6 個(gè)月回訪時(shí)沒有完成問卷調(diào)查，我們對(duì)其余 34 名嬰兒根據(jù) 6 個(gè)月內(nèi)是否出現(xiàn)濕疹進(jìn)行分組，得到從未發(fā)生濕疹的 22 名健康嬰兒（對(duì)照組）和 12 名濕疹嬰兒（病例組）。

納入、排除標(biāo)準(zhǔn)

出生方式、母體抗生素使用和母乳喂養(yǎng)是影響早期微生物群發(fā)展的首要影響因素，因此我們?cè)O(shè)計(jì)了嚴(yán)格的納入和排除標(biāo)準(zhǔn)以盡量減少偏倚。本研究的納入標(biāo)準(zhǔn)為：1）年齡在20-40歲之間的健康孕婦；2) 陰道分娩的嬰兒；3) 孕婦孕前BMI < 28；4）孕婦具有純母乳喂養(yǎng)的意愿；5）嬰兒出生體重在2500-4000克之間。排除標(biāo)準(zhǔn)包括：1）妊娠期糖尿病、抑郁癥、高血壓等疾病；2) 分娩前3個(gè)月內(nèi)服用過益生菌或抗生素；3) 分娩時(shí)使用抗生素；4) 孕期吸煙、飲酒史；5）分娩前3個(gè)月內(nèi)腹瀉；6）產(chǎn)后100天內(nèi)使用抗生素；7) 在采樣期間拒絕純母乳喂養(yǎng)或主要母乳喂養(yǎng)；8) 診斷遺傳性疾病。

最后，35 對(duì)母嬰完成了4個(gè)時(shí)間點(diǎn)的縱向取樣和同期的回訪。一對(duì)母嬰在第 6 個(gè)月時(shí)因未填寫問卷而排除出組，最后獲得34對(duì)母嬰完整的配對(duì)樣本及數(shù)據(jù)。在實(shí)驗(yàn)開始之前，所有參與者都已被告知實(shí)驗(yàn)存在的風(fēng)險(xiǎn)和參與者的權(quán)益，并且我們已獲得每位受試者嬰兒監(jiān)護(hù)人簽署的知情同意書。

倫理

所有與研究相關(guān)的方案均經(jīng)南方醫(yī)科大學(xué)珠江醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，并在 clinicalTrials.gov 注冊(cè)，編號(hào)為NCT05462366。

臨床研究人群和元數(shù)據(jù)

目前的隊(duì)列包括 34 位陰道分娩的足月嬰兒。沒有使用統(tǒng)計(jì)方法來預(yù)先確定樣本量，但是根據(jù)以往研究的樣本量評(píng)估，我們假設(shè) 34 個(gè)嬰兒的四個(gè)時(shí)間點(diǎn)樣本足以說明微生物網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)變化情況。所有入組嬰兒均在珠江醫(yī)院婦產(chǎn)醫(yī)學(xué)中心出生，出生后醫(yī)生評(píng)估無任何疾病癥狀，并在最初24小時(shí)內(nèi)進(jìn)行母乳喂養(yǎng)。經(jīng)過培訓(xùn)的醫(yī)生負(fù)責(zé)收集胎便樣本于無菌管中，并教導(dǎo)嬰兒的父母在產(chǎn)后第 1、2 和 3 個(gè)月從潔凈尿布中收集糞便樣本到無菌管中的方法，并于每次采樣前進(jìn)行再次解說。收集樣品后，將試管連同厭氧袋 (MGC AnaeroPack-Anaero) 一起保存在密封培養(yǎng)袋 (MGC AnaeroPack-Anaero) 中。培養(yǎng)袋和冰袋一同放入保溫箱內(nèi)，立即送至廣東省科學(xué)院微生物國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行益生菌分離（如乳酸桿菌和雙歧桿菌），其余樣品液氮冷凍后-80℃保存直至制樣。通過產(chǎn)后第 1、2、3 個(gè)月的回訪和產(chǎn)后第 6 個(gè)月的問卷調(diào)查收集母嬰的健康狀況、喂養(yǎng)方式、用藥和一般信息。雖然嬰兒大多是母乳喂養(yǎng)為主，但也有一些嬰兒因某些原因偶爾會(huì)補(bǔ)充配方奶粉，包括母乳不足、進(jìn)餐時(shí)間母親不在嬰兒身邊、補(bǔ)充營養(yǎng)等。根據(jù)醫(yī)生問診的情況和問卷調(diào)查結(jié)果，我們將出生 6 個(gè)月內(nèi)從未發(fā)生過濕疹的嬰兒作為對(duì)照組，其余嬰兒作為病例組。在所有參與者中，只有一名對(duì)照組的嬰兒有濕疹家族史。

Roswall 等人的驗(yàn)證數(shù)據(jù)由來自原始隊(duì)列隨機(jī)選取的 16 名健康瑞典嬰兒組成。在出生、第 4 個(gè)月、第 1 年和第 3 年收集的配對(duì)糞便樣本16S rRNA擴(kuò)增子測序數(shù)據(jù)用于網(wǎng)絡(luò)分析。Christensen 等人的驗(yàn)證數(shù)據(jù)由來自原始隊(duì)列隨機(jī)選取的 16 名健康丹麥嬰兒組成。在出生、1 個(gè)月和 1 歲時(shí)收集的配對(duì)糞便樣本16S rRNA擴(kuò)增子測序數(shù)據(jù)用于網(wǎng)絡(luò)分析。

腸道菌群分析

按照制造商的說明進(jìn)行樣品制備，使用 E.Z.N.A.? Stool DNA 試劑盒（D4015，Omega, Inc., USA）從樣品中提取 DNA。使用 341F (5'-CCTACGGGNGGCWGCAG-3') 和 805R (5'-GACTACHVGGGTATCTAATCC-3')引物，擴(kuò)增了細(xì)菌和古細(xì)菌 16S rRNA 基因的 V3-V4 區(qū)域。16S rRNA 擴(kuò)增子測序和生物信息學(xué)分析：根據(jù) LC-Bio 的使用說明，使用 Illumina NovaSeq 平臺(tái)對(duì)樣品進(jìn)行測序。使用 FLASH 合并雙端測序序列?；?QIIME2（2022-2版）使用 dada2 去噪（生成 ASV 表）、特征數(shù)據(jù)匯總、分類學(xué)分析（比對(duì)數(shù)據(jù)庫為 Greengenes 13_8）和生成分類表。通過刪除低豐度分類群（平均相對(duì)豐度 < 0.1%；亞組內(nèi)出現(xiàn)率 < 10%）來過濾分類表。過濾后的分類表用于微生物分析。網(wǎng)絡(luò)分析是基于 R 包 ggClusterNet（版本 0.1.0）進(jìn)行的， MEN繪圖基于model_igraph (method="cluster_fast_greedy") 函數(shù)模塊。Alpha多樣性、Beta多樣性、主坐標(biāo)分析（PCoA）、置換多元方差分析（PERMANOVA）是用自主開發(fā)的微生物分析 R 包 EasyMicroPlot（版本 0.5.1）進(jìn)行的。

統(tǒng)計(jì)分析

所有數(shù)據(jù)分析均在 R 版本 4.2.1 中進(jìn)行。為了探索網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋵W(xué)指數(shù)變化，我們使用 R 包 ggClusterNet（版本 0.1.0）基于 Spearman 相關(guān)性分析和 Benjamini-Hochberg 方法來調(diào)整 p 值。在網(wǎng)絡(luò)分析中，所有分子網(wǎng)絡(luò)都是基于 ASV 相對(duì)豐度的 Spearman 相關(guān)性構(gòu)建的，Benjamini-Hochberg 調(diào)整的 p 值閾值為 0.05，相關(guān)系數(shù)的絕對(duì)值應(yīng)大于 0.3。在統(tǒng)計(jì)分析之前，進(jìn)行了Shapiro-Wilk 檢驗(yàn)以驗(yàn)證測量的正態(tài)性。根據(jù)變量的分布，Mann-Whitney 檢驗(yàn)或非配對(duì)的 Student's t檢驗(yàn)用于計(jì)量資料統(tǒng)計(jì)。Kruskal-Wallis 平均值檢驗(yàn)用于評(píng)估組間的非參數(shù)比較。使用單因素方差分析 (ANOVA) 檢驗(yàn)多組之間差異的顯著性，然后進(jìn)行最小顯著差數(shù)法 (Least Significant Difference, LSD) 進(jìn)行多重比較。具有不同字母的組表示差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，而具有相同字符的組表示在 LSD 檢驗(yàn)中 p?> 0.05。

貢獻(xiàn)者

謝黎煒研究員和馬穎教授設(shè)計(jì)了這項(xiàng)研究并獲得了資助。馬凱、王潤鑫和王廣賢代表江蘇新申奧生物科技有限公司的成員，該公司提供橫向經(jīng)費(fèi)支持該研究的開展。黃柳菁、盤桂花、馮譯菲、范紫晶、黃廣業(yè)、黃思霞、侯語匯和韓木蘭參與樣本的收集和測序數(shù)據(jù)的分析。黃柳菁和謝黎煒起草并編輯了文章，核對(duì)并驗(yàn)證了文章中報(bào)告的數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)共享聲明

所有 16S rRNA 基因擴(kuò)增子測序數(shù)據(jù)均保存在國家微生物數(shù)據(jù)中心 (NMDC, https://nmdc.cn/) BioProjects NMDC10018172 下。來自 Roswall 等人和 Christensen 等人研究的驗(yàn)證 16S rRNA 基因擴(kuò)增子測序數(shù)據(jù)分別列于補(bǔ)充表 4 和補(bǔ)充表 5 中。用于數(shù)據(jù)處理、分析和可視化的代碼腳本已存放在 GitHub (https://github.com/xielab2017/EasyMicroPlot)。根據(jù)要求，可從相應(yīng)的作者處獲得更多信息。

致謝

我們非常感謝珠江醫(yī)院婦產(chǎn)科的工作人員在志愿者入組及回訪過程中提供的幫助與支持。感謝Xie Lab實(shí)驗(yàn)室的成員在樣本采集和后續(xù)研究中提供的出色協(xié)助。以及為本研究提供資助的江蘇新申奧生物科技有限公司和中國國家自然基金以及廣東省基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)杰出青年基金的支持。

引文格式：

Huang, Liujing, Guihua Pan, Yifei Feng, Zijing Fan, Kai Ma, Runxin Wang, Guangxian Wang, Guangye Huang, Sixia Huang, Yuhui Hou, Mulan Han, Liwei Xie, and Ying Ma 2023. “Microbial network signatures of early colonizers in infants with eczema.” iMeta. e90. https://doi.org/10.1002/imt2.90

作者簡介

黃柳菁（第一作者）

●??南方醫(yī)科大學(xué)醫(yī)學(xué)碩士

●??目前研究方向?yàn)閶D產(chǎn)醫(yī)學(xué)與微生物組數(shù)據(jù)分析與挖掘

盤桂花（第一作者）

●??廣州中醫(yī)藥大學(xué)醫(yī)學(xué)碩士

●??研究方向?yàn)槟c道菌群與炎癥性腸病

謝黎煒（通訊作者）

●??廣東省科學(xué)院微生物研究所研究員，華南應(yīng)用微生物國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任助理，腸道微生態(tài)與健康研究團(tuán)隊(duì)PI，南方醫(yī)科大學(xué)珠江醫(yī)院內(nèi)分泌代謝科特聘教授，博士生導(dǎo)師，廣東醫(yī)科大學(xué)博士生導(dǎo)師，新鄉(xiāng)醫(yī)學(xué)院公共衛(wèi)生學(xué)院特聘教授，碩士生導(dǎo)師，廣東省基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)杰出青年基金獲得者

●??2013 年獲得美國佛羅里達(dá)大學(xué)營養(yǎng)學(xué)博士，2013-2017年分別在美國密歇根大學(xué)醫(yī)學(xué)院和喬治亞大學(xué)分子醫(yī)藥中心從事博士后研究，2017 年獲得廣東省科學(xué)院和廣東省科學(xué)院微生物研究所海外高層次人才引進(jìn)資助，依托華南應(yīng)用微生物國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室組建腸道微生態(tài)與健康團(tuán)隊(duì)，主要研究方向腸道菌群與健康和疾病，內(nèi)容涉及系統(tǒng)微量元素代謝、肌肉干細(xì)胞和脂肪脂肪的生理調(diào)控機(jī)制以及腸道菌群與宿主營養(yǎng)代謝相互調(diào)節(jié)機(jī)理在代謝性疾病中的作用機(jī)制和轉(zhuǎn)化應(yīng)用，近 5年，共發(fā)表高水平研究性論文 40 余篇，他引超過 1000 次，單篇最高超過 100 次；研究成果主要發(fā)表在 Advanced Science（IF：17.608）、Journal of Cachexia, Sarcopenia and Muscle（IF：12.90）、Journal of Clinical Investigation（IF：17.884）和 FASEB J（IF：5.486）等國際知名期刊。獲得國家自然基金面上（2 項(xiàng)）和青年項(xiàng)目（1 項(xiàng)），廣東省基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)杰出青年基金等科研支持。申請(qǐng)發(fā)明專利 8 件，獲批 3 件

馬穎（通訊作者）

●??南方醫(yī)科大學(xué)珠江醫(yī)院婦科副主任、主任醫(yī)師、副教授、醫(yī)學(xué)博士、博士研究生導(dǎo)師，美國約翰斯霍普金斯大學(xué)醫(yī)學(xué)院博士后、廣東省杰出青年醫(yī)學(xué)人才（第一批）、嶺南名醫(yī)、羊城好醫(yī)生、廣東最強(qiáng)科室之實(shí)力中青年醫(yī)師、首屆珠江青年醫(yī)師獎(jiǎng)獲得者

●??主持國家自然科學(xué)基金1項(xiàng)、國家教育部課題2項(xiàng)、省部級(jí)課題8項(xiàng)、橫向課題1項(xiàng)、臨床研究2項(xiàng)。以第一作者及通訊作者發(fā)表SCI及核心期刊論文60余篇，參編專著2部

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第1卷第1期

第1卷第2期

第1卷第3期

第1卷第4期

期刊簡介

“iMeta” 是由威立、腸菌分會(huì)和本領(lǐng)域數(shù)百位華人科學(xué)家合作出版的開放獲取期刊，主編由中科院微生物所劉雙江研究員和荷蘭格羅寧根大學(xué)傅靜遠(yuǎn)教授擔(dān)任。目的是發(fā)表原創(chuàng)研究、方法和綜述以促進(jìn)宏基因組學(xué)、微生物組和生物信息學(xué)發(fā)展。目標(biāo)是發(fā)表前10%(IF > 15)的高影響力論文。期刊特色包括視頻投稿、可重復(fù)分析、圖片打磨、青年編委、前3年免出版費(fèi)、50萬用戶的社交媒體宣傳等。2022年2月正式創(chuàng)刊發(fā)行！

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iMeta主頁：http://www.imeta.science

出版社：https://onlinelibrary.wiley.com/journal/2770596x
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