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目的:拟通过16S rRNA全长测序以及体外发酵等手段对功能性便秘(Functional constipation,FC)婴儿、排便困难(Infantdyschezia,ID)婴儿的肠道菌群及部分酵解产物如乳酸、短链脂肪酸(Short-chain fatty acids,SCFAs)、气体等进行分析,便于从机制上了解以上两种排便问题,从而为临床诊断、评估及个体化治疗提出有价值的建议。资料及方法:选取2021年3至10月期间于苏州大学附属儿童医院消化科就诊的明确婴儿排便困难诊断的10例患儿(9月龄以下)设为排便困难(ID)组,其中男:女=7:3,平均月龄为4.75(3.75,5.00)个月;选取同期同地点就诊的明确功能性便秘诊断的20例患儿(9月龄以下)设为便秘(FC)组,其中男:女=7:13,平均月龄为5.25(4.00,8.00)个月;对照组选取同期、同院儿保科例行体检的25例健康婴儿(9月龄以下),男婴12例,女婴13例,平均月龄为5.00(3.75,6.50)个月。收集研究对象的新鲜粪便标本于无菌、干燥、密封良好的塑料采样管中,于2小时内制成10%的粪便混悬液,分成三份:第一份使用间接法测定粪便乳糖含量,向标本中分别加入纯净水(A管)、乳糖酶(B管)后置于37℃培养箱中孵育20分钟,使用生化分析仪分别检测A、B管的葡萄糖含量,计算B管与A管的差值,所得数值即为加入乳糖酶水解后产生的净糖含量,可代表婴儿粪便中残余乳糖值;第二份将粪便混悬液依次接种于基础培养基(YCFA)、菊粉培养基(INU)、可溶性淀粉培养基(STA)、乳糖培养基(LAT)、乳果糖培养基(LAU)、低聚半乳糖培养基(GOS)、低聚果糖培养基(FOS)、水解酪蛋白培养基(YCP)、水解乳清蛋白培养基(YLP)中,在37℃培养箱中静置发酵24小时后,使用测压仪检测所有培养基中产生气体的量,并通过气相色谱法(Gas chromatography,GC)测定每个培养基中的总SCFAs、乙酸、丙酸、丁酸、异丁酸、戊酸、异戊酸的含量;通过试剂盒检测原始粪便、YCFA培养基、LAT培养基中乳酸的含量;第三份用于基因测序,取2g-4g标本放入标本收集管内,充分摇匀后,以16S rRNA全长扩增技术检测标本内的肠道菌群,经过拼接、连接文库构建,最后完成测序,因扩增失败剔除部分标本,最终对ID组9例,FC组19例,对照组22例进行测序(测序及统计分析均交由北京群峰纳源健康科技有限公司)。代谢产物所得数据汇总至Microsoft Excel表,SPSS25.0统计分析得出结论。结果:1.菌群16S rRNA测序结果1.1 OTU聚类分析:三组在门、属、种层面肠道菌落相对丰度不具差异或差异无规律,均以厚壁菌门、拟杆菌门、放线菌门、变形菌门为主导。1.2 Alpha多样性:与FC组、对照组相比,ID组的肠道菌群α多样性显著偏低(表示 P<0.05)。1.3 Beta多样性:PCA和PCoA分析显示,在属、种水平上,三组间Beta多样性均有统计学差异(P<0.05)。1.4菌群结构差异性:FC与对照组相比,FC组部分抚微菌门(嗜粘蛋白阿克曼菌—Akk菌)、部分拟杆菌门(卵形拟杆菌、脆弱拟杆菌)等显著增多(P<0.05),而部分厚壁菌门(酪酸梭菌、金黄色葡萄球菌)等显著减少(P<0.05);ID与对照组相比,ID组部分厚壁菌门(活泼瘤胃球菌)、部分放线菌门(短双歧杆菌、贪婪丙酸杆菌)显著增多(P<0.05),而部分真菌界(殊异韦荣球菌)、酪酸梭菌显著减少(P<0.05);FC组与ID组相比,FC组Akk菌、变形菌门(巴氏肠杆菌)显著增多(P<0.05),部分厚壁菌门(活泼瘤胃球菌、屎肠球菌)、放线菌门(动物双歧杆菌)等显著减少(P<0.05)。1.5基因功能预测:ID组在半乳糖降解、糖酵解等方面较对照组、FC组强;FC组在d-葡萄糖酸和d-半乳糖酸降解、精氨酸降解等方面较对照组弱。2.发酵前代谢产物:2.1 ID组、FC组婴儿粪便残余乳糖含量较对照组均显著降低(P<0.05),但两组间比较无统计学差异(P>0.05);2.2.ID组粪便中L-乳酸较FC组、对照组均显著升高(P<0.05),FC组、对照组两组间无统计学差异(P>0.05);ID组、FC组粪便中D-乳酸含量较对照组均显著升高(P<0.05),ID组、FC组两组间无统计学差异(P>0.05);2.3三种主要脂肪酸占总SCFAs总量的百分比:ID组:乙酸:丙酸:丁酸比值为76.8:14.3:6.6;FC组:乙酸:丙酸:丁酸比值为76.5:13.5:5.9;对照组三者比值为80.7:9.2:5.9;其中,ID组、FC组丙酸比例较对照组显著升高(P<0.05);ID组、FC组两组间比较无统计学差异(P>0.05);3.发酵后代谢产物3.1 L-乳酸:ID组、FC组在YCFA培养基中L-乳酸含量较对照组均显著升高(P<0.05);ID组、FC组两组间无统计学差异(P>0.05);3.2 D-乳酸:ID组、FC组在YCFA、LAT培养基中D-乳酸含量较对照组均显著升高(P<0.05);ID组、FC组两组间无统计学差异(P>0.05);3.3 SCFAs 总酸:FC 组在 YCFA、LAU、LAT、GOS、FOS、STA、INU、YLP、YCP等培养基中总SCFAs含量较对照组显著升高(P<0.05);ID组与对照组在所有培养基中总SCFAs含量无统计学差异(P>0.05);3.4乙酸:在YCFA培养基中,ID组、FC组的乙酸含量较对照组均显著升高(p<0.05);FC 组在 LAU、LAT、GOS、FOS、STA、YLP、YCP 培养基中乙酸含量较对照组显著升高(P<0.05);FC组在INU、LAU、YLP、YCP培养基中乙酸含量较ID组均显著升高(P<0.05);3.5、丙酸:ID组、FC组在LAU、YCFA、GOS、LAT、YLP培养基中丙酸含量均较对照组显著升高(p<0.05);FC组在FOS、STA、YCP中丙酸含量较对照组显著升高(P<0.05);FC组在LAT、GOS、FOS、STA、INU培养基中丙酸含量较ID组显著升高(P<0.05);3.6 丁酸:ID组YCFA培养基中丁酸含量较对照组和FC组显著升高(P<0.05);FC组FOS、GOS培养基中丁酸含量较对照组均显著升高(P<0.05);3.7异戊酸:FC组在所有培养基中异戊酸含量较对照组、ID组均显著升高(P<0.05);ID组与对照组的异戊酸含量在所有培养基中均无统计学差异(P>0.05);3.8产气:FC组在YCFA、LAU、LAT、STA、GOS、YCP培养基中产气量较对照组显著升高(P<0.05);ID组与对照组在所有培养基中产气量无统计学差异(P>0.05);ID组与FC组在各培养基中产气量无统计学差异(P>0.05)。结论:1.FC菌群结构改变特征是:部分疣微菌门(嗜粘蛋白阿克曼菌—Akk菌)、拟杆菌门(卵形拟杆菌、脆弱拟杆菌)增多,部分厚壁菌门(酪酸梭菌、金黄色葡萄球菌)减少;ID菌群结构改变特征是:部分厚壁菌门(活泼瘤胃球菌)、放线菌门(短双歧杆菌、贪婪丙酸杆菌)增多,酪酸梭菌减少。2.病例组中尤其是ID组肠道菌群基因功能预测显示,其降解乳糖能力较正常婴儿增强,发酵实验显示ID、FC组粪便残余乳糖含量下降,乳酸含量升高,印证了其菌群糖代谢能力增强。3.ID、FC患儿肠道菌群产SCFAs比例失调,以丙酸比例升高为主,表明ID、FC组肠道菌群结构存在异常,产丙酸菌种增加从而抑制结肠整体蠕动。4.为益生菌、益生元等对上述两类疾病的干预提供理论支持:如补充双歧杆菌、乳杆菌等来逆转成人趋势的菌群模式、添加消耗丙酸盐或降低其比例的益生菌或益生元等。5.本研究通过体外发酵模拟人类肠道环境并检测菌群代谢产物,通过16S rRNA技术测定肠道菌群变化情况,为FC、ID的临床诊断、评估提供有价值的参考指标,并指导个体化干预。