研究背景:幽门螺杆菌(Hp)感染是慢性胃炎和消化性溃疡的重要致病因素,我国儿童Hp感染率高,且感染率随着年龄增加而急剧增长。Hp感染除了会引起胃部疾病外,还可导致营养不良、贫血和生长发育迟缓,影响儿童生长发育。多数医学领域学者主张儿童Hp感染需进行治疗。目前抗Hp治疗主要采用以质子泵抑制剂(PPI)或铋剂结合两种抗生素的“三联疗法”治疗2周,然而大量长期广谱抗生素的治疗会产生胃肠道菌群失调等副反应,反复根除治疗还容易引起抗生素耐药问题;同时,由于儿童对药物依从性差等原因,儿童Hp感染根除率偏低。儿童Hp临床特点与成人不同,大多数表现为不同程度消化不良症状,极少出现消化性溃疡及胃癌等不良后果。目前对于哪个年龄段对儿童进行Hp根除治疗仍无定论。欧洲流行病学数据也表明,Hp感染可使肥胖、胃食管反流病及儿童过敏性疾病患者获益,且与炎症性肠病呈负相关。因此,在临床中急需寻找更有利于儿童Hp治疗的方案。目前关于Hp感染与肠道菌群方面研究越来越多,国外有动物试验研究已经证实发现Hp感染可引起未发炎的胃肠道远端肠道菌群明显变化。而Hp感染与人粪便肠道菌群研究也发现与Hp阴性相比,Hp感染样本中α-多样性显著增高、梭状芽孢杆菌及厌氧菌丰度下降、乳杆菌的丰度增加等。成人Hp感染与肠道菌群关系或动物科研试验比较多,而儿童研究尚少,本研究分析儿童抗Hp根除治疗前后肠道菌群变化及Hp感染家庭肠道菌群特征,以期发现儿童Hp感染与肠道菌群相关性及特征菌,指导抗Hp益生菌治疗方案,协助提高儿童Hp根除率,改善患儿消化不良症状,减少根除治疗引起的不良反应。研究目的:1.探讨儿童Hp感染及胃炎对肠道菌群的影响并分析特征菌标志物;2.进一步在肠道菌群层面上了解儿童Hp家族易感性及与其关联的特征菌群;3.解析Hp根除治疗过程中肠道菌群的动态变化及其特征,以期指导益生菌治疗。研究方法:收集2017年1月至2017年8月期间山东大学齐鲁儿童医院4至14岁消化不良儿童及其父母粪便标本,纳入消化不良儿童进行13C呼气试验、腹部彩超、快速尿素酶检测试验、胃镜及组织病理等检查,初次以病理结果及快速尿素酶检测试验阳性确诊Hp相关性胃炎的病例,纳入幽门螺杆菌胃炎组(HPG),而病理及快速尿素酶检测试验均提示Hp阴性,且胃镜下确诊胃炎的儿童病例纳入幽门螺杆菌阴性胃炎组(HNG),患儿父母依据13C或14C呼气试验判断Hp情况,同时采集患儿基本信息、病史、家庭信息等。患儿及其父母Hp检测均阳性纳入幽门螺杆菌阳性家系(HP-P家系),反之Hp检测均阴性纳入幽门螺杆菌阴性家系(HP-N家系)。并对Hp胃炎儿童进行一线三联疗法根除治疗,治疗药物及剂量为奥美拉唑(0.6-1.0mg/(kg.d),2次/d)、克拉霉素(15-20 mg/(kg·d),2次/d)、阿莫西林(50 mg/(kg·d),2次/d)或甲硝唑(20 mg/(kg·d),2次/d),对青霉素过敏的儿童需换用甲硝唑,总疗程为2周。随访Hp胃炎患儿治疗后2周、6周粪便标本,并评估根除效果,记录不良反应。同期留取年龄性别相匹配的健康对照组(HCG)儿童粪便标本,健康对照儿童应用13C呼气试验判断Hp检测情况。该研究已由山东大学齐鲁儿童医院机构审查委员会批准,伦理编号:QLCH-ET-2017-06,并且参加项目患儿家属签署知情同意书。所有纳入儿童及其父母大便标本收集并保存在-80℃冰箱并提取DNA,后期进行16S rRNA高通量测序,并做以下对比分析:1)将HPG、HNG与HCG肠道菌群两两比较;2)对Hp阳性儿童与Hp阴性儿童、Hp阳性父母与Hp阴性父母、Hp家系与Hp阴性家系肠道菌群进行对比。3)将根除治疗前(W0)、治疗后2周(W2)、治疗后6周(W6)粪便及健康对照(HC)肠道菌群进行对比分析。研究结果:1.纳入第一部分研究的患儿病例数154例,包括50例HPG患儿、42例HNG患儿及62例HCG儿童,结果显示(1)这三组,尤其是HPG,HNG和HCG中的β多样性分析存在显著差异;(2)与HCG对比,HPG和HNG中的F/B(厚壁菌门/拟杆菌门)比值均显著降低,拟杆菌科(Bacteroidaceae),肠杆菌科(Enterobacteriaceae)丰度相对较高,而毛螺菌科(Lachnospiraceae),双歧杆菌科(Bifidobacteriaceae),乳杆菌科(Lactobacillaceae)丰度相对较低;(3)与HNG相比,HPG中β变形杆菌纲(Betaproteobacteria)、乳杆菌目(Lactobacillales)、链球菌属(Streptococcus)和柯林斯菌属(Collinsella)的丰度较高,而α变形杆菌纲(Alphaproteobacteria),巨球形菌属(Megasphaera)的丰度较低。(4)通过肠道微生物功能预测分析发现,HPG和HNG中脂肪酸,碳水化合物、药物代谢-细胞色素P450和β-内酰胺药物耐药性等代谢途径增加。2.第二部分研究纳入78例家系研究对象,其中包括40例HP-P家系,38例HP-N家系。(1)HP-P与HP-N家系组中父母、儿童肠道菌群构成差异显著,HP-P家系父母、儿童均可见乳酸杆菌目(Lactobacillales)丰度增高、假单胞菌属(Pseudomonas)、巨单胞菌属(Megamonas)或巨球形菌属(Megasphaera)丰度减低;幽门螺杆菌感染父母标志菌主要为乳酸杆菌属(Lactobacillus)、奈瑟氏菌属(Neisseria)及巨单胞菌属(Megamonas),而在儿童肠道菌群变化以链球菌属(Streptococcus)、巨球形菌属(Megasphaera)丰度差异为主;(2)本研究同样进行两组家系间对比,发现HP-P组家系中乳杆菌目(Lactobacillales),嗜血杆菌属(Haemophilu),粪杆菌属(Faecalibacterium),副流感嗜血杆菌(Haemophilu parainfluenzae)丰度增高,巨单胞菌属(Megamonas)、假单胞菌(Pseudomonas)、巨球形菌属(Megasphaera)丰度降低。3.第三部分研究Hp儿童根除治疗后随访2周、6周肠道菌群变化,该研究留取W0 25例粪便标本,治疗2周后W2 23例粪便标本,治疗后6周W6标本留取16例粪便标本。发现根除治疗后2周肠道菌群变化显著,以拟杆菌门、梭状芽孢杆菌下降,变形菌门升高为主,且在停药4周发现,F/B值较前提高,拟杆菌属(Bacteroides)持续下降,毛螺菌科(Lachnospiraceae)、乳杆菌属(Lactobacillus)丰度较治疗前明显升高,而变形菌门中的奈瑟菌属(Neisseria)、肠杆菌科(Enterobacteriaceae)、副流感嗜血杆菌(Haemophilus parainfluenzae)、假单孢杆菌目(Pseudomonadales)仍较治疗前明显升高。研究结论:1.儿童Hp感染及胃炎可引起显著肠道菌群变化,儿童胃炎主要引起肠杆菌科、拟杆菌科丰度改变,而Hp感染引起肠道菌群中链球菌和巨球形菌属丰度差异。Hp感染可加重胃炎引起的肠道菌群改变。而这些肠道菌群改变与机体抗生素耐药、药物及营养物质代谢有关,有可能影响Hp感染和胃炎临床治疗效果,这提示了抗Hp感染中应用益生菌辅助治疗的重要性,且为开展更大范围的临床验证和开发益生菌治疗策略打下了基础。2.Hp感染导致家系内肠道菌群显著变化,且HP-P家系中父母、儿童肠道菌群各有特点。该研究表明Hp不仅引起家族各成员感染也同样引起各成员肠道菌群紊乱,因此在对儿童进行抗Hp感染治疗的同时,应提倡全家一起根除治疗策略,降低Hp感染率。3.儿童Hp根除治疗可短期显著改变肠道菌群构成,主要以拟杆菌、梭状芽孢杆菌下降及变形菌升高为主,且在短时间未恢复至治疗前。对于临床益生菌种类及治疗疗程提供了客观依据。