远航海员与陆上工人相比,长途海上航行严苛的条件增加了海员生理和心理疾病出现的风险。为解析海员在远洋航行中肠道微生物的变化,探究益生菌摄入对远航海员肠道微生物产生的影响,本研究以82名海员为研究对象,随机分为两组,分别服用复合益生菌制剂（n=40）和安慰剂（n=42）,进行为期30天的海上长途航行,采集远航前（0 day）和远航后（30 day）的粪便样品。利用宏基因组测序技术和特异性引物结合Pac Bio SMRT测序技术,深入挖掘海员肠道菌群结构在远洋航行过程中发生的变化,以及益生菌摄入对海员肠道菌群的影响。研究结果如下:1.宏基因组测序分析共鉴定到415个菌种,其中平均相对含量>1%的有23个。主坐标分析结果显示,远洋航行前后安慰剂组海员的肠道菌群结构存在明显差异;α多样性分析发现,在远洋航行后安慰剂组海员肠道微生物多样性显著下降;安慰剂组部分细菌相对含量发生显著变化,如Bacteroides faecis和Roseburia hominis丰度显著降低,Streptococcus infantis、Streptococcus gordonii和Streptococcus salivarius丰度显著增加;在远航后安慰剂组海员肠道微生物的甲苯降解能力、泛素和糖原合成能力下降;肠道菌群的碳水化合物活性酶相关基因相对丰度显著减少,其中减少最明显的为糖苷水解酶、糖基转移酶和多糖裂解酶。上述表明远航会导致海员肠道菌群的结构和代谢发生紊乱。2.主坐标分析结果显示,远洋航行前后益生菌组海员肠道菌群结构并无显著差异;α多样性分析发现益生菌组海员肠道微生物多样性保持稳定;但益生菌组海员肠道中部分微生物相对含量发生显著变化,如Bifidobacterium longum、Bifidobacterium animalis和Lactobacillus plantarum显著增加;Clostridium leptum、Klebsiella pneumoniae和Prevotella copri显著下降;益生菌组海员肠道微生物碳水化合物活性酶相关基因多样性并未发生显著变化;进一步探究益生菌相关物种与焦虑指数相关关系,发现Klebsiella pneumoniae、Streptococcus salivarius等菌与焦虑指数呈显著正相关,而Bifidobacterium longum、Bifidobacterium animalis等菌与焦虑指数呈显著负相关。表明益生菌可在一定程度维持肠道健康,且缓解了海员在漫长的海上航行中的焦虑症状。3.特异性引物和PacBio SMRT测序方式鉴定到160个乳酸菌菌种,29个双歧杆菌菌种;远航后益生菌组和安慰剂组的海员肠道乳酸菌多样性和结构并未发生显著变化,但远航后两组中的Streptococcus parasanguinis和Streptococcus sanguinis相对含量存在显著差异;远航后益生菌组和安慰剂组海员肠道双歧杆菌结构存在显著差异,益生菌组的双歧杆菌多样性显著增加,在远航结束后益生菌组的Bifidobacterium breve、Bifidobacterium longum和Bifidobacterium ruminantium等菌相对含量显著增加。本研究以宏基因组测序技术和特异性引物结合Pac Bio SMRT测序技术对远航海员肠道菌群进行分析,发现远洋航行会造成海员肠道菌群结构和功能失调;而益生菌的摄入会维持肠道菌群和功能代谢的稳态,同时缓解该人群在航海中的焦虑状态,为维持远航海员的肠道稳态及健康提供了可行的方法。