研究背景急性淋巴细胞白血病(acute lymphoblastic leukemia,ALL)是儿童最常见的恶性肿瘤,但其病因和发病机制至今尚不完全清楚,其中免疫微环境的紊乱是其发病的重要原因之一。肠道作为免疫系统重要的组成部分,栖息着大量的微生物。肠道免疫系统的发育很大程度上依赖于与肠道微生物的相互作用。肠道微生物的变化可能会引起人体功能状态的改变;同时,疾病状态造成的免疫、代谢等方面的紊乱也可以通过对肠道微生物群的分析来评估。但是,ALL状态对肠道微生物群有何影响尚未阐明。研究目的1.研究ALL患儿肠道菌群结构的改变,寻找有鉴别意义的微生物标记,为进一步在细胞和分子水平研究微生物与黏膜免疫的相关机制提供理论依据;2.分析近期应用抗生素对ALL患儿肠道菌群的影响;3.分析ALL患儿初诊时的肠道菌群多样性与菌群失调能否影响化疗效果及化疗后并发症,为ALL的症状控制提供新思路。研究对象与方法1.研究对象收集30例初诊急性淋巴细胞白血病患儿的大便标本作为实验组,33例健康同龄儿的大便标本作为对照组,根据3个月内有无抗生素(ATBx)使用史,将其分为ALL+ATBx、ALL、CON+ATBx、CON四组。2.目的基因提取与测序提取基因组DNA,进行PCR扩增和产物纯化,对经定量和均一化的PCR产物基于Illumina平台对其进行高通量测序,并对测序结果进行生物信息学分析。3.根据生物信息学分析结果进行统计分析:①通过比较每2组间的α多样性来比较各组个体的物种多样性和物种丰度;②通过比较每2组间的β多样性来比较各组不同个体间的物种分布差异;③通过比较不同分类水平的各物种的相对丰度来描述物种组成方面的差异;④通过线性判别分析效应量(LEfSe)分别比较ALL组与CON组、ALL+ATBx组与CON+ATBx组,根据LDA值发现具有显著差异的物种,并筛选具有鉴别意义的微生物标志。4.随访与回顾性分析通过对入组患儿的随访,研究化疗效果及化疗后感染性并发症与患儿治疗前肠道菌群多样性及微生态失衡的关系。结果1.α多样性方面,将衡量物种多样性的Shannon指数和Simpson指数进行比较得到:Shannon index(ALL)<Shannon index(CON),P<0.05;Shannon index(CON+ATBx)<Shannon index(CON),P<0.05;Shannon index(ALL+ATBx)<Shannon index(CON),P<0.01;Simpson index(ALL)>Simpson index(CON),P<0.05;Simpson index(CON+ATBx)>Simpson index(CON),P<0.05;Simpson index(ALL+ATBx)>Simpson index(CON),P<0.01;衡量物种丰度的指数Chao1指数和Ace指数各组间无明显差异。2.β多样性方面:PCoa分析与NMDS分析示ALL组与CON组、ALL+ATBx组与CON+ATBx组分别显示出明显的分布区域性。3.物种组成方面:4组样本在不同分类学水平的物种组成方面有差异;厚壁菌门/拟杆菌门比值(F/B):F/B(CON+ATBx)<F/B(CON),(P<0.05);4.LEfSe分析示,ALL+ATBx组与CON+ATBx组间有显著差异的物种数明显少于ALL组与CON组间;比较ALL组与CON组,在ALL组LDA值较大的拟杆菌目的ROC曲线下面积(AUC)为0.735,肠球菌科的AUC为0.724;比较ALL+ATBx组与CON+ATBx组,未发现AUC>0.7的物种。5.随访及回顾性分析示:①患儿肠道菌群的Shannon指数:化疗第19天微小残留病变(MRD)≥ 1%组与MRD<1%组的差异无统计学意义,有并发症组与无并发症组的差异无统计学意义;②患儿肠道菌群的F/B:化疗第19天MRD ≥ 1%组与MRD<1%组的差异无统计学意义,有并发症组与无并发症组的差异无统计学意义。结论1.ALL患儿的肠道菌群结构发生了明显的改变;2.近期抗生素的使用对ALL引起的α多样性的降低有干扰作用,并可引起ALL患儿肠道菌群组成成分的变化;3.拟杆菌、肠球菌在患儿肠道菌群中丰度较高,LDA值及AUC较大,可作为鉴别ALL的微生物学标志,在近期无抗生素使用史的儿童群体中具有诊断价值;4.ALL患儿化疗前肠道菌群的α多样性或菌群失调对患儿的化疗效果及化疗后感染性并发症的发生无显著影响。