大家好，今天跟大家分享一篇题为Clinical se quelae ofgutmicro biome develo pment and disru ption inhospi talized preterm infants（住院早产儿肠道微生物群发育和破坏的临床后遗症）新生儿在分娩期间和分娩后从母亲和环境中获得身体各个部位的微生物。新生儿的肠道微生物群是免疫和营养发育所必需的器官，其不断积累微生物。
01
研究背景
异常的早产儿肠道微生物群组装容易导致生命早期疾病和持续的健康问题。在这里，我们使用2,512个粪便的鸟枪形宏基因组学和1,381个粪便的宏转录组学，描述了在三个新生儿重症监护病房住院的236名早产儿出生后前3个月的肠道微生物组动态。
菌株跟踪、分类学和功能分析以及全面的临床元数据将肠杆菌科、肠球菌和葡萄球菌确定为主要利用可用的生态位来填充肠道微生物组。艰难梭菌谱系在单个中心的个体之间持续存在，表皮葡萄球菌谱系在中心内持续存在，而且出乎意料地在中心之间持续存在。
总的来说，抗生素和非抗生素药物对肠道微生物组组成的影响比母体或基线变量更大。最后，我们在出生后发生坏死性小肠结肠炎的新生儿中确定了持续的低多样性肠道微生物组 40。总体而言，我们全面描述了肠道微生物组动态，以响应早产住院新生儿的医疗干预。
见图一NICU最早早的早产肠道菌群定植。
图一
（A） 研究设计的示意图。用 BioRender.com 创建。
（B） 对出生后前 80 天从 96 名早产儿 （DOL） 中收集的 1,479 个样本的肠道微生物群组成进行主成分分析。在样本采集时按产后年龄对点进行着色，并绘制每个产后年龄箱的质心。平滑的香农多样性根据观察到的数据分布进行外推并绘制到背景中。
（C） 九个选定类群的产后 DOL 患病率。
（D） 此类事件最多的类群的无关早产儿对的成对菌株共享事件数量（ANI ≥ 99.999，广度 ≥ 0.5）。所选类群宏基因组呈阳性的婴儿数量绘制为平方。∗∗∗表皮链球菌与所有其他列出的物种相比，p < 0.001。∗艰难梭菌与其下方列出的所有物种相比，p < 0.05。成对卡方与事后成对检验，并带有 Benjamini-Hochberg 调整。
（E） 在不相关的婴儿对中此类事件最多的两个类群的菌株共享事件的网络表示。每个点代表一个独特的早产儿，并根据其地理位置着色。
（F） 抗生素暴露对前 80 个 DOL 中整个对照队列中表皮链球菌（上）和艰难梭菌（下）患病率的影响。线型对应于抗生素类别。
见图二
抗生素相关微生物组变化导致丰度变化以及早产儿肠道中致病菌和抗生素耐药性。
图二
（A） 左图显示了与移位事件相关的选定物种的丰度变化（x 轴）的密度（事件频率，y 轴）（粉红色）与基线非移位事件的 1,000 个排列（灰色）相比。微生物组变化定义为从同一患者收集的连续样本之间的 Bray-Curtis 差异，即>以相同时间间隔收集的来自不相关个体的样本之间的 Bray-Curtis 差异（图 S3A 和 S3B）。右图描绘了前一个宏基因组学不存在时（右粉红色垂直线）与非班次基线样本中预期引入的排列（灰色，n = 262，排列检验，错误发现率（FDR）调整，∗p = 0.05，∗∗p < 0.01）。完整的分类群和统计数据出现在数据 S19 中。
（B） 在轮班后 10 天内在轮班事件中引入的选定类群的持久性（相对丰度大于 0%）。
（C）与排列的非移位样品相比，在移位事件中引入且在移位前样品中未发现的抗生素耐药基因（ARG）数量（n = 262，Wilcoxon检验p = 3.49e−07）。
（D） 在轮班事件中引入的 ARG 的分类。n = 来自 N = 96 名婴儿的 1,479 个样本。
见图三
NICU暴露组对发育中的早产肠道微生物组的影响。
图三
（A） 在 NICU 住院的前 90 天内，来自 188 名婴儿的 1,888 个样本的 Bray-Curtis 的 PCoA 差异。箱线图显示按出生后年龄着色的 PCO1 和 PCO2，方差在括号中解释。
（B） 按元数据变量类别显示显着 （p < 0.1） 和不显着 （p > 0.1） 关联，由重复测量 PERMANOVA 确定。
（C-E）每个属对应于物种的变异系数显着变化（q < 0.05）根据使用 MaAsLin2 列出的变量以及参与者、医院地点和研究的随机效应（本研究，Gibson 等人。11或加斯帕里尼等人。12).影响小于 1% 样品的暴露和固定效应 q > 0.05 未显示，但数据 S19 中列出了完整的关联（q < 每个 MaAsLin2 默认值为 0.25）。
见图四
肠道微生物组的转录轨迹由肠杆菌科和新生儿重症监护室暴露塑造。
图四
（A） 表征 NICU 住院期间转录活性变化。通路按最高级别的功能类别着色，并使用 MaAsLin2 确定产后 DOL 的显着变化 （q < 0.25）。
（B）在产后DOL表达稳定或倍数变化的途径中的物种富集。
（C）物种与功能类别的关联，在出生后DOL中表达发生显著变化。
（D） NICU 暴露与通路表达变化的显着关联。曝光由颜色表示。气泡大小对应于每个功能类别内具有与给定暴露相关的显着表达变化的途径数量。数据 S19 具有未聚合和聚合关联。
（E）与选定暴露显着相关的通路表达变化热图，表明DNA丰度存在同时变化（MaAsLin2 q < 0.25）。色标表示百分比变化。n = 来自 N = 95 名婴儿的 1,381 个样本。
见图五
肠道微生物组特征不能预测所有早产儿的NEC发病，但可以区分迟发病例和对照。
图五
（A） NEC 病例（黄色）和匹配对照（蓝色）中 NEC 前肠道微生物组分类学和功能组成的主要坐标分析。
（B） 病例（黄色）和匹配对照（蓝色，GLMM p > 0.25）在 NEC 发病前一周收集的样本中的细菌复制率。
（C） 从 NEC 病例（黄色）和匹配对照（蓝色）收集的粪便样本中疾病发作前微生物群转移事件的分布。
（D） 逻辑回归模型的受试者工作特征曲线，利用从所有样本或 NEC 发病前一周、前 3 天或 NEC 发病时采集的样本收集的所有微生物组数据进行重复测量。
（E） NEC 病例（黄色）和匹配对照（蓝色）与产后 DOL（顶部）的香农多样性。产后 DOL 中发病的病例年龄（下图）。
（F） 在考虑混杂暴露时，与迟发性 NEC 的病例或对照状态显着相关的类群 （MaAsLin2， q < 0.25）。
（G） 早期（实心）和晚期（虚线）NEC 病例（黄色）和匹配对照（蓝色）中发病前 60 天内小弧菌（上）和克雷伯氏菌（下）的丰度。
（H） 与迟发性 NEC 相关的功能通路表达和丰度。方框突出显示了病例与对照中 DNA 编码或 RNA 编码通路数量之间的差异。n = 来自 N = 144 名婴儿的 2,103 个样本。
02
研究结论
总之，我们将庞大的临床元数据数据库与多组学微生物组轨迹相结合，为研究肠道细菌群落如何决定一系列医学疾病的特定结果提供了一个框架，尤其是那些研究变量具有时间序列成分的疾病。具体来说，我们的研究结果支持识别和系统纠正影响肠道微生物组发育的变量，以试图彻底评估微生物群落驱动的结果风险。