背景:肠道微生物已被证明与人体健康有关的各项生理功能密切相关,同时也易受各种因素影响。环境污染物对肠道微生物的毒性研究多聚焦于动物模型或宿主粪便样本,其结果难以直接推广至人体肠道内微生物。体外胃肠道模型是近年研究肠道菌群的方法之一,而其研究环境污染物与肠道微生物直接相互作用的研究仍非常少。目的:通过建立体外肠道微生态模型,并以环境污染物德克隆（Dechloraneplus,DP）和饮用水消毒副产物（Chlorinated disinfection by-products,CBPs）对 SHIME 系统进行暴露,通过16S rRNA基因测序和短链脂肪酸（short chain fatty acids,SCFAs）代谢分析,评估SHIME模型应用于环境污染物的肠道菌群毒性研究的可行性。方法:1.建立SHIME体外模型,制备粪便接种液并接种至SHIME模型内运行21天,每日收集升结肠、横结肠和降结肠样本并离心,对菌体沉淀进行DNA提取、PCR扩增和16S rRNA基因测序检测菌群结构,对上清液进行SCFAs提取和GC/MS浓度检测,评估SHIME模型稳定性。2.体内实验:将SD大鼠孕鼠分为对照组和暴露组,暴露组于5 mg/kg/d DP灌胃,灌胃21d后解剖取其盲肠内容物后分析。体外实验:抽取SHIME模型各结肠罐内菌群培养液分装5 mL于每个培养小瓶（共12个）,分为溶剂对照（S）、低剂量（L）、中剂量（M）和高剂量组（H）,并添加5 mL营养液和相应浓度DP,密闭培养3 d后分析其菌群结构和检测SCFAs浓度。3.从3个自来水厂各采集出厂水200 L,XAD-2型大孔树脂富集其消毒副产物,甲醇/丙酮混合液洗脱,DMSO定容,送样检测。根据所测浓度于SHIME模型以三氯甲烷和N-亚硝基二乙胺复合暴露染毒14d,结束后取结肠罐样品低温离心分析其菌群结构和检测SCFAs浓度。结果:1.SHIME模型运行至第16d菌群结构达到稳定,运行至17-18dSCFAs代谢达到稳定。稳定后的肠道菌群主要为Bacteroidetes,Proteobacteria和Firmicutes,稳定后基本能还原接种时初始结构,主要菌属均有保留。SCFAs的乙酸、丙酸和丁酸比例约为0.55:0.3:0.15,接近人体粪便样品比例。2.动物实验和体外实验结果显示其结果具有相似性,即均在门水平上可见Bacteroidetes,Proteobacteria的丰度下降,且DP暴露均使体内与体外肠道菌群SCFAs代谢增加。3.消毒副产物复合暴露后肠道菌群结构发生改变,主要表现为机会致病菌属Citrobacter和Klebsiella的丰度升高,SCFAs代谢下降但差异不具统计学意义。结论:SHIME系统作为研究肠道菌群的体外模型在环境污染物肠道菌群毒性研究的应用具有潜力。其对DP急性暴露结果与体内动物实验具有相似性,具体表现为菌门变化一致和SCFAs代谢增加。消毒副产物亚急性复合暴露也改变了SHIME模型肠道菌群结果,并引起了 SCFAs代谢下降。因此,本研究中针对环境污染物对SHIME模型急性和亚急性暴露的方法具有可行性。