早产儿肠道菌群变化及其与新生儿感染的相关性

苏芬玲，贾阳，王昌燕

西安大兴医院新生儿科，陕西 西安 710016

新生儿出生后，肠道是菌群定植的重要场所之一，且微生物的数量、种类、相对丰度等动态平衡在物质代谢、免疫系统成熟、促进成长发育、肠道屏障功能建立等方面具有重要作用[1-2]。既往研究表明[3]，婴幼儿肠道微生态的失衡与呼吸系统疾病、感染性疾病存在密切联系，由于婴幼儿期是肠道菌群建立的关键时期，机体免疫力下降、广谱抗生素使用过度等因素均可能造成肠道内次要菌群大量繁殖，影响肠道菌群稳态，若此时菌群结构不稳定，不仅影响新生儿生长发育，还会引发感染性疾病[4-5]。分娩方式、喂养方式、胎龄等均可对新生儿肠道菌群定植产生影响。基于此，本研究对早产儿出生后肠道菌群变化进行观察，并分析其与新生儿感染的关系，以期为定植菌群进行针对性调整，为预防感染风险提供依据。

1 资料与方法

1.1 一般资料 前瞻性选取2019年1月至2022年1月西安大兴医院新生儿科收治的80例早产儿作为研究对象，其中男性47 例，女性33 例；胎龄29~35 周，平均(31.61±2.24)周。纳入标准：(1)28 周<胎龄≤37 周；(2)单胎胎儿；(3)产妇无妊娠期并发症；(4)产妇既往无严重内科病史；(5)本研究经医院伦理委员会审核批准，且新生儿监护人知情同意。排除标准：(1)早产儿患有严重先天性疾病，如先天性心脏病、脑积水等；(2)母体宫内感染、贫血、心衰、子痫等；(3)无法或拒绝进行肠道菌群检测的早产儿；(4)出生后早期死亡；(5)出生后口服过肠道益生菌药物。

1.2 分组方法 所有早产儿进行血常规、血培养、胸片等检查，根据相关诊断标准[6]及病原学资料，将发生新生儿感染的26例纳入感染组，未发生感染的54例纳入非感染组。

1.3 观察指标 (1)血清学指标：检测早产儿白细胞(WBC)、C 反应蛋白(CRP)、降钙素原(PCT)等。(2)新生儿危重病例评分(NCIS)[7]：使用该评分对出生后新生儿感染危重程度进行评估，包括心率、血压、呼吸等，得分>90 分为非危重，70~90 分为危重，<70 分为极危重。(3)肠道菌群检测：在纠正胎龄40 周时使用一次性无菌粪便采集瓶收集早产儿粪便标本，并在2 h 内移至-80℃冰箱保存，采集量≥200 mg/份，注意标本中不能混入尿液。所有粪便标本均进行高通量16S rRNA肠道菌群测序，测序平台为Illumina，使用肠道菌群RNA软件读取数据并进行过滤，通过读取各菌群数据之间的相似重叠关系拼接成Tags，计算每个样品拼接后Tags数目，经优化后在0.97 相似度下将其聚类为操作分类单元(OTU)用于物种分类，获取OTU代表序列的分类学位置，通过计算机软件得出每个样本的菌群物种丰富度(Chaol 指数)、菌群群落多样性(Shannon指数)并进行分析。

1.4 统计学方法 应用SPSS21.0 统计软件分析数据。计数资料比较采用χ2检验；计量资料符合正态分布，以均数±标准差()表示，组间比较采用t检验；早产儿发生感染的影响因素采用多因素Logistic 回归分析；早产儿感染与肠道菌群变化的关系采用Pearson相关分析法。以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 感染组与非感染组早产儿的临床资料比较 感染组与非感染组早产儿的性别、胎龄、分娩方式等比较差异均无统计学意义(P>0.05)；感染组早产儿的WBC、CRP、PCT 水平明显高于非感染组，NCIS评分明显低于非感染组，差异均有统计学意义(P<0.05)，见表1。

表1 感染组与非感染组早产儿的临床资料比较[例(%)，]Table 1 Comparison of clinical data of premature infants between infection group and non-infection group[n(%),]

表1 感染组与非感染组早产儿的临床资料比较[例(%)，]Table 1 Comparison of clinical data of premature infants between infection group and non-infection group[n(%),]

临床资料性别分类χ2/t值0.382 P值0.536胎龄(周)分娩方式男女顺娩0.213 0.013 0.832 0.910剖宫产出生时体质量(kg)产前激素应用0.126 0.206 0.900 0.650产前抗生素应用0.0760.783母亲年龄(岁)胎次Apgar评分(分)喂养方式有无有无母乳0.118 0.516 0.199 0.550 0.906 0.608 0.842 0.760配方奶混合喂养WBC(×109/L)CRP(mg/L)PCT(ng/mL)NCIS评分(分)感染组(n=26)14(53.85)12(46.15)31.65±1.32 17(65.38)9(34.62)1.96±0.65 18(69.23)8(30.77)7(26.92)19(70.08)29.55±3.23 0.78±0.23 7.28±1.03 2(7.69)19(73.08)5(19.23)16.77±3.20 17.65±4.41 3.82±0.55 86.46±4.23非感染组(n=54)33(61.11)21(38.89)31.58±1.40 36(66.67)18(33.33)1.94±0.67 40(70.07)14(25.93)13(24.07)41(75.93)29.46±3.18 0.81±0.25 7.33±1.06 7(12.96)36(66.67)11(20.37)11.18±3.42 4.93±1.19 0.35±0.08 93.36±4.50 6.988 19.865 45.673 6.547 0.001 0.001 0.001 0.001

2.2 感染组与非感染组早产儿的基础疾病发生情况比较 感染组早产儿感染性肺炎、呼吸衰竭、败血症的发生率明显高于非感染组，差异均有统计学意义(P<0.05)，见表2。

表2 感染组与非感染组早产儿的基础疾病情况比较[例(%)]Table 2 Comparison of underlying diseases of premature infants between infection group and non-infection group[n(%)]

2.3 感染组与非感染组早产儿的肠道菌群比较 感染组早产儿的双歧杆菌属、乳杆菌属、乳球菌属、拟杆菌属的丰度比及Chaol 指数、Shannon 指数明显低于非感染组，链球菌属、沙门菌属、瓦氏菌属、梭菌属、葡萄球菌属的丰度比明显高于非感染组，差异均有统计学意义(P<0.05)，见表3。

表3 感染组与非感染组早产儿的肠道菌群比较()Table 3 Comparison of intestinal flora of premature infants between infection group and non-infection group()

表3 感染组与非感染组早产儿的肠道菌群比较()Table 3 Comparison of intestinal flora of premature infants between infection group and non-infection group()

项目肠道菌群相对丰度(%)肠道菌群丰度肠道菌群双歧杆菌属乳杆菌属乳球菌属拟杆菌属链球菌属沙门菌属瓦氏菌属梭菌属葡萄球菌属其他菌属Chaol指数Shannon指数感染组(n=26)23.65±1.26 16.60±0.95 15.72±0.90 8.88±0.65 12.92±0.82 5.75±0.55 4.85±0.30 6.76±0.56 8.51±0.64 5.70±0.44 284.46±17.78 2.73±0.35非感染组(n=54)29.03±1.36 22.45±1.28 17.81±1.11 9.78±0.68 5.82±0.36 4.27±0.33 3.95±0.21 2.20±0.18 1.97±0.16 4.06±0.23 395.52±21.60 3.99±0.48 t值16.962 20.694 8.360 5.623 53.984 14.996 15.547 54.574 71.055 21.947 22.747 11.928 P值0.001 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001

2.4 早产儿发生感染的影响因素 经多因素Logistic 回归分析结果显示，双歧杆菌属、Chaol 指数、Shannon 指数是早产儿感染发生的保护性因素(P<0.05)；链球菌属、沙门菌属、葡萄球菌属是早产儿感染发生的危险因素(P<0.05)，见表4。

表4 影响早产儿发生感染因素的多因素Logistic回归分析Table 4 Multivariate Logistic regression analysis of influencing factors of infection occurrence in premature infants

2.5 早产儿肠道菌群变化与感染的相关性 经Pearson 相关分析法分析结果显示，早产儿NCIS 评分与双歧杆菌属、乳杆菌属、乳球菌属、拟杆菌属丰度比、Chaol 指数、Shonnon 指数呈显著正相关(P<0.05)，与链球菌属、沙门菌属、瓦氏菌属、梭菌属、葡萄球菌属丰度比呈显著负相关(P<0.05)，见表5。

表5 早产儿肠道菌群变化与感染的相关性Table 5 Correlation between intestinal flora changes and infection in premature infants

3 讨论

研究表明，早产儿感染发生风险高，若不及时予以治疗可能导致败血症的发生，危及生命[8]。因此探究早产儿感染发生的影响因素及相关机制有重要临床意义，以便临床治疗中依此进行病因筛查及采取对症措施治疗，快速纠正早产儿感染。既往研究表明肠道微生物群参与迟发性脓毒症的发生发展[9]，这提示早产儿肠道菌群变化可能与感染性疾病的发生存在相关性。

早产儿由于过早离开母体，身体各器官系统发育不成熟，体液免疫及细胞免疫均处于不成熟状态，导致其极易发生感染性疾病。本研究中感染组感染性肺炎、呼吸衰竭、败血症发生率高于非感染组，这证实早产儿较正常健康新生儿更易发生感染性疾病。有研究表明，早产儿经胎盘转运母体的IgG明显减少，且早产儿内源性抗体形成相对较少，导致早产儿免疫功能低下，机体抵抗力及适应性均较差，导致感染风险增加。此外，还可能与肠道微生态失衡存在关系。

Cuna 等[10]研究表明早产儿的肠道微生物改变与晚发性败血症、坏死性小肠结肠炎等疾病有关。肠道微生物的种属、数量及丰度等动态平衡不仅关系着新生儿的生长发育，还与新生儿的免疫能力及代谢能力密切相关。肠道微生态失衡影响肠道正常生理结构及相关功能，还会导致新生儿免疫下降。本研究中感染组双歧杆菌属、乳杆菌属、乳球菌属、拟杆菌属、Chaol 指数及Shannon 指数低于非感染组，链球菌属、沙门菌属、瓦氏菌属、梭菌属、葡萄球菌属高于非感染组，且多因素Logistic 回归分析显示，双歧杆菌属、Chaol指数、Shannon指数是早产儿感染发生的保护性因素，链球菌属、沙门菌属、葡萄球菌属是早产儿感染发生的危险因素，这提示早产儿存在肠道菌群失衡，且肠道菌群失衡是导致其感染性疾病发生的重要影响因素。肠道菌群紊乱导致益生菌减少，肠道菌群数量少，多样性低，致病菌数量增多，破坏肠黏膜屏障功能。早产儿肠黏膜屏障功能尚未发育完全，胃酸分泌少，胃蛋白酶活性较低，胃蠕动减弱，排空延迟，病原菌定植于肠道后肠壁通透性提升，肠道微生态失衡会导致毒素通过屏障引起肠道炎症级联反应。且早产儿肠道修复能力弱，易诱导坏死性小肠结肠炎发生，增加败血症发生风险。肠道微生态失衡还会影响整个肠道免疫反应，造成肠壁缺血缺氧性损伤。此外，感染性肺炎或呼吸衰竭等疾病导致早产儿机体发生潜水反射，全身血液输布异常，为确保重要脏器官血供而减少肠道血流量，易造成肠道微循环障碍，引起肠道缺氧、缺血性损伤。

本研究还发现早产儿NCIS 评分与双歧杆菌属、乳杆菌属、乳球菌属、拟杆菌属丰度比、Chaol 指数、Shonnon 指数呈正相关(P<0.05)，与链球菌属、沙门菌属、瓦氏菌属、梭菌属、葡萄球菌属丰度比呈负相关(P<0.05)。这进一步证实早产儿感染性疾病的发生发展与肠道菌群改变相关，益生菌丰度越低、致病菌丰度越高、菌群物种丰富度越低、菌群群落多样性越差则早产儿感染性疾病越严重。肠道菌群失衡导致早产儿营养吸收不良，新生儿肠道微生物群在获得产后肠道内毒素耐受性中起至关重要的作用，可调节自然杀伤细胞、T细胞等的成熟，而肠道微生物菌群失调可能造成胃肠道疾病、炎症、代谢障碍等，导致感染性疾病发生风险增加[11-12]。王统悦等[14]的研究表明，早产儿肠道菌群丰度增加和过度增殖与坏死性小肠结肠炎的发生密切相关，这也提示肠道菌群变化可能增加感染性疾病的发生风险；Hanada 等[15]的研究表明胃肠道黏膜表面存在独特的微生物群落对宿主防御病毒感染具有直接、间接的影响。

综上所述，早产儿较正常健康新生儿更易发生感染性疾病。感染早产儿存在明显的肠道菌群失衡，菌群物种丰富度、菌群群落多样性均降低，且菌群变化与感染性疾病的发生发展存在明显相关性。本研究纳入样本量较少，存在选择偏倚，且有关肠道菌群作用机制有待深入探讨。