1月龄时检测这两种气道菌，能预测6岁时是否患哮喘

研究名称：Infant airway microbiota and topical immune perturbations in the origins of childhood asthma

期刊：Nature Communications

发表时间：2019年11月

IF：11.878

DOI：10.1038/s41467-019-12989-7

近期，《Nature Communications》一项包含了700名儿童的前瞻性研究发现，1月龄时无症状的婴儿，其呼吸道内的微生物多样性，以及范永氏球菌（Veillonella）和普雷沃菌属（Prevotella）的相对丰富度与6岁时患哮喘有关。

当这些细菌较多时，还会同时导致呼吸道剖面中的TNF-α 和IL-1β减少、CCL2和CCL17增多；而CCL2和 CCL17是目前已知的哮喘独立预测因子。

这些发现提示在婴儿早期，某些特定的微生物群可以与免疫系统相互作用，并且，这种相互作用可能会诱发儿童哮喘。

早期呼吸道微生物动态变化

研究人员首先利用16S rRNA技术对哥本哈根2010年出生儿童哮喘前瞻性研究（COPSAC2010）中的695名儿童分别在以下三个时间段进行了呼吸道检测：

• 出生一周组：有544名婴儿受检；

• 一个月组：有695名儿童受检；

• 三个月组：有695名儿童受检；

在三次呼吸道检测中，研究人员共从574个属中鉴定出3582个OTUs。

从1周龄到一月龄、三月龄，Alpha多样性显著增加，在三个时间点均以厚壁菌门Firmicutes 和变形菌门Proteobacteria为主，特别是Staphylococcus、Streptococcus、Moraxella、Haemophilus、Corynebacterium几种细菌。

同时，随着时间变化，这些菌属的丰度也发生了相应的改变：Staphylococcus减少、而Streptococcus、Moraxella、Haemophilus增多。

此外，另外一些丰度本身较低的菌属也会随时间而变化，特别是Neisseria、Rothia、Fusobacterium、Prevotella在1周到3个月的这段时间里，增加了几倍。

两种细菌Veillonella 和 Prevotella丰度较高与哮喘发展有关

同时，研究团队还对其中644名儿童的生命前6年进行了全面的临床随访，并比较了早期三个时间点的气道微生物群与生命最初6年的哮喘发展情况。

结果显示，有146名儿童患上了哮喘。

与没有患哮喘的儿童相比，在生命的前6年患哮喘的儿童在1个月大时，其 alpha 多样性和 beta 多样性都有所增加；而两种细菌Veillonella和Prevotella丰度较高与哮喘发展有关。

菌群丰度差异和哮喘关联

为了进一步确定这些细菌与哮喘的关联，研究人员对499名儿童在1月龄时采集的气道粘膜衬里液局部免疫介质的情况与细菌性哮喘评分进行了对照。

令人惊讶的是，他们发现细菌性哮喘评分与TNF-α 和IL-1β呈负相关，与CCL2和CCL17呈正相关：这可能反映了微生物群对免疫刺激的延迟诱导——此前已经证明这种变化与今后生活中更容易发生长期的免疫失调、低级别炎症和免疫介导的非传染性疾病有关。

基于Veillonella、Prevotella、Gemella、Bacilli incertae sedis、Bacillales incertae sedis、Streptococcus、Lactobacillus和上呼吸道粘膜免疫介质的细菌-哮喘相关性评分

此前，该研究团队在COPSAC2000研究组中已发现，1月龄时气道菌群Moraxella catarrhalis、Haemophilus influenzae、Streptococcus pneumoniae与哮喘存在联系。

结语

该研究发现了1月龄时无症状的婴儿，其气道微生物群的多样性及组成与婴儿出生后6年内患哮喘的风险有关，特别是特定细菌类群和富含这些类群的组合，包括Veillonella、 Prevotella和Gemella增加了患哮喘的风险。

同时，这些与哮喘相关的细菌也被发现与明显的局部气道免疫特征有关——后者此前已被证实是6岁时患哮喘的独立风险因素；这也表明，局部免疫扰动可能与早期气道微生物群与后期哮喘发展的有关。

尤其是，Veillonella和Prevotella可能直接参与和影响了这一过程。这是两种普遍存在于肠道和口腔的厌氧菌：在慢性阻塞性肺疾病患者的肺中发现有较高丰度的这两种细菌存在；而在健康成年人中，它们则被发现与亚临床气道炎症（subclinical airway inflammation）有关。

在生命早期的哮喘发生中，由于Veillonella和prevotella激活免疫细胞的能力受限，随着它们的水平升高，可能导致包括儿童气道分泌 TNF-α和IL-1β 减少，CCL2和CCL17增多等不适当的局部宿主免疫反应。

对于1周及3月龄时气道微生物与哮喘关系不明确，研究人员认为，可能是气道微生物群对发育中的免疫系统的任何影响可能取决于特定的年龄窗口，在不同的年龄产生不同的生物效应。

（中国医师协会医学科学普及分会产科专业委员会或中国医师学会医学科学普及分会儿科专业委员会参普稿件）