不同孕前体质指数、孕期增重母婴肠道菌群差异研究

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目的:探讨不同孕前体质指数、孕期增重下足月妊娠孕妇及新生儿肠道菌群的差异。方法:选取2020年9月至2020年12月于山西省妇幼保健院定期产检并住院分娩的足月妊娠孕妇,按照不同的孕前体质指数(Pre-pregnancy body mass index,PBMI)和孕期增重(Gestational weight gain,GWG)分为PBMI正常GWG正常组(N-NG组),PBMI正常GWG过多组(N-EG组),高PBMIGWG正常组(O-NG组),高PBMIGWG过多组(O-EG组)。收集孕妇分娩前粪便样本及新生儿第一次胎粪样本共126份,其中N-NG组孕妇18例,新生儿20例;N-EG组孕妇20例,新生儿20例;O-NG组孕妇9例,新生儿13例;O-EG组孕妇11例,新生儿15例。利用Illumina PE250平台对16S r RNA V3-V4可变区扩增测序,对检测出的肠道菌群进行生物信息学分析。结果:1.临床资料特征比较:四组母体的妊娠年龄、生育史、分娩孕周差别无统计学意义(P>0.05)。四组新生儿的胎龄、分娩方式、出生体重、性别及其母体的妊娠年龄、生育史差别无统计学意义(P>0.05)。2.母体肠道菌群分析2.1母体方面,四组的优势菌门均为厚壁菌门(Firmicutes)、放线菌门(Actinobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和变形菌门(Proteobacteria),门水平上菌群相对丰度的组间比较差异无统计学意义(P>0.05)。2.2四组母体重叠的OTU个数为403。在各组独占的OTU数目中,N-NG组(119个)、N-EG组(113个)、O-NG组(183个)显著多于O-EG组(72个)。2.3 O-NG组与N-EG组之间存在丰度差异显著的物种,其中理研菌科(Rikenellaceae)、Alistipes在N-EG组显著增加。乳杆菌科(Lactobacillaceae)、乳杆菌属(Lactobacillus)、拟杆菌目S24-7科(BacteroidalesS247group)、肠杆菌属(Enterorhabdus)、拟普雷沃菌属(Alloprevotella)、浮霉菌科(Planctomycetaceae)、浮霉菌纲(Planctomycetacia)、浮霉菌目(Planctomycetales)、粪杆菌属(Faecalibaculum)、棒状杆菌属1(Corynebacterium1)、棒状杆菌目(Corynebacteriales)、代尔夫特菌(Delftia)在O-NG组显著增加。2.4母体方面,Alpha多样性指数:observedspecies指数、Chao1指数组间(O-EG组vs O-NG组、N-EG组、N-NG组)差异有统计学意义(P<0.05);Shannon指数和Simpson指数组间差异无统计学意义(P>0.05)。四组间Beta多样性差异无统计学意义(P>0.05)。3.新生儿肠道菌群分析3.1新生儿方面,四组的优势菌门均为变形菌门,拟杆菌门,厚壁菌门,放线菌门,其中厚壁菌门相对丰度在GWG过多组(N-EG、O-EG组合并)高于GWG正常组(N-NG、O-NG组合并),拟杆菌门和放线菌门相对丰度低于GWG正常组,差异具有统计学意义(P<0.05)。3.2四组新生儿中重叠的OTU个数为720。在各组独占的OTU数目中,PBMI正常组(N-EG组:967个和N-NG组:393个合并)显著多于高PBMI组(O-EG组:46个和O-NG组:49个合并)。3.3新生儿四组间丰度差异显著的物种为:N-NG组富集的为肠杆菌科(Enterobacteriaceae)肠杆菌目(Enterobacteriales)、韦荣球菌属(Veillonella);O-NG组富集的为黄杆菌目(Flavobacteriales)、黄杆菌纲(Flavobacteriia)、黄杆菌科(Flavobacteriaceae)、交替单胞菌目(Alteromonadales)、假交替单胞菌科(Pseudoalteromonadaceae)、微球菌科(Micrococcaceae);N-EG组富集的为厚壁菌门、变形菌纲(Betaproteobacteria)、根瘤菌目(Rhizobiales)、杆菌纲(Bacilli)、梭菌目(Clostridiales)、梭菌科(Clostridia)、叶杆菌科(Phyllobacteriaceae)、假单胞菌目(Pseudomonadales)、假单胞菌科(Pseudomonadaceae)、芽孢杆菌目(Bacillales)、葡萄球菌属(Staphylococcus)、拟杆菌纲(Bacteroidia)、拟杆菌目(Bacteroidales)、瘤胃菌科(Ruminococcaceae)、拟杆菌目S24-7科、乳杆菌属(Lactobacillus)、乳杆菌科(Lactobacillaceae)、鞘脂单胞菌目(Sphingomonadales)、鞘脂单胞菌科(Sphingomonadaceae)、丹毒丝菌目(Erysipelotrichales)、丹毒丝菌纲(Erysipelotrichia)、丹毒丝菌科(Erysipelotrichaceae)、毛螺菌科(Lachnospiraceae)、毛螺菌科NK4A136属(LachnospiraceaeNK4A136group)、理研菌科、叶杆菌属(Phyllobacterium)、气单胞菌目(Aeromonadales)、气单胞菌科(Aeromonadaceae)、气单胞菌属(Aeromonas);O-EG组富集的是乳杆菌目(Lactobacillales)、韦荣球菌科(Veillonellaceae)、肠杆菌属(Enterobacter)、双歧杆菌目(Bifidobacteriales)、双歧杆菌科(Bifidobacteriaceae)。3.4新生儿菌群的Alpha多样性指数:observedspecies指数、Chao1指数、Shannon指数和Simpson指数组间比较(N-EG组vs O-EG组)差异具有统计学意义(P<0.05)。在Beta多样性方面,N-EG组和N-NG组、O-NG组、O-EG组组间比较差异具有统计学意义(P<0.05)。结论:1.在母体中,同为GWG过多时,高PBMI组物种丰富度少于PBMI正常组;同为高PBMI时,GWG过多组肠道菌群物种丰富度少于GWG正常组。母体肠道菌群的Alpha和Beta多样性的组间差异不显著。2.在新生儿中,当母体GWG过多时,高PBMI组新生儿肠道菌群Alpha多样性低于PBMI正常组。四组Beta多样性比较表明,PBMI正常GWG过多组与PBMI正常GWG正常组、高PBMIGWG过多组、高PBMIGWG正常组肠道菌群组成差异显著。3.母体中拟杆菌目S24-7科、拟普雷沃菌属、粪杆菌属、肠杆菌属等在高PBMIGWG正常组富集,理研菌科、Alistipes在PBMI正常GWG过多组富集。新生儿中,与GWG正常组相比,更多的兼性厌氧菌在GWG过多组富集。4.母婴肠道菌群可因母体PBMI和GWG的不同而存在一定程度的差异,当高PBMI和GWG过多同时存在时,差异更加明显,提示这些差异可能通过母胎间菌群的传递从而影响新生儿肠道菌群的初步定植。
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