儿童功能性便秘肠道菌群结构和功能预测分析

摘要

目的 研究功能性便秘(functional constipation, FC)患儿肠道菌群结构与功能的变化，探讨其可能的病理生理机制。方法 采用回顾性病例对照研究方法，收集、分析于2018年3月—2019年6月就诊于上海市儿童医院(上海交通大学医学院附属儿童医院)或常州市第七人民医院便秘门诊并确诊为FC的患儿资料，纳入FC组。对照组为同期于医院儿保科进行健康体检时经调查问卷显示无胃肠道症状且近两周内无服药史、无重大疾病史的健康儿童。分析两组肠道菌群多样性、菌群结构和菌群功能的差异。应用Shannon指数、Chao指数、Ace指数进行计算、评估肠道菌群α多样性。应用PCoA分析计算、评估肠道菌群β多样性。在门、目、科、属水平分析两组菌群结构差异。菌群功能通过肠道菌群KEGG功能预测进行分析。结果 FC组患儿74例，其中男36例、女38例，年龄为(34.66±22.50)个月。对照组儿童30名，其中男13名、女17名，年龄为(40.87±35.46)个月。两组间年龄、性别构成的差异无统计学意义(P=0.736、0.623)。FC组Shannon指数、Chao指数、Ace指数得分均显著低于对照组(P=0.02或P<0.01),提示FC组肠道菌群的物种多样性和物种丰度均较低。两组共存在1 707个操作分类单元(OTU),其中420个为FC组和对照组共有，887个为对照组特有，400个为FC组特有。PCoA分析结果显示，FC组与对照组肠道菌群β多样性存在显著性差异(P<0.01)。与对照组比较，FC组在门水平有3个菌门丰度增高，1个菌门丰度减低；FC组在目水平有6个菌目丰度增高，1个菌目丰度减低；FC组在科水平有12个菌科丰度增高，1个菌科丰度减低；FC组在属水平有19个菌属丰度增高，1个菌属丰度减低。肠道菌群KEGG功能预测分析提示，FC组与对照组间存在36项功能差异。与对照组相比，FC组磷酸戊糖途径、赖氨酸代谢等16个功能增强，而牛磺酸和亚牛磺酸代谢、色氨酸代谢等20个功能减退。结论 FC患儿与健康儿童间存在肠道菌群结构及其功能的差异，FC患儿肠道菌群多样性显著减低，刺激肠道蠕动的代谢产物可能减少，抑制肠道蠕动的代谢产物可能增多。

关键词

儿童 / 功能性便秘 / 肠道菌群 / 16S核糖体核糖核酸