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那些感染新冠的孩子怎么样了?中国科学家揭示新冠病毒与儿童体内微生物菌群关系

2021/06/11 生物探索
导读:新冠病毒对儿童健康的影响

新冠病毒肆虐全球已有一年半的时间,随着人们对新冠病毒的深入了解,新冠病例的治愈康复率在不断提高,不过,其康复后的后遗症也应该受到重视。曾发表在 Nature 的一篇文献指出,多数COVID-19康复者面临着众多健康问题,新冠病毒不仅仅影响着呼吸道系统,还可能长期影响着神经系统、代谢系统、心血管系统、胃肠道系统、凝血调节、肌肉骨骼系统以及总体身体健康状况等。


https://doi.org/10.1038/s41586-021-03553-9

那么,儿童在感染新冠后,是否也会出现上述类似的后遗症?来自复旦大学、中科院与云南大学的联合研究团队对此进行了研究,并在 Journal of Genetics and Genomics 上发表了题目为 Progressive deterioration of the upper respiratory tract and the gut microbiomes in children during the early infection stages of COVID-19 的文章。该篇文章研究了COVID-19患儿呼吸道与肠道微生物菌群的动态变化,从而揭示了新冠病毒对康复儿童的后续影响。


https://doi.org/10.1016/j.jgg.2021.05.004

这项研究采取了对照试验的方式,将COVID-19患儿与健康儿童分为两组进行样本数据采集,其中,COVID-19患儿组由9名7-139个月大、曾感染新冠病毒的儿童组成,健康组则由14名相同年龄段、未感染新冠病毒的健康儿童组成。试验共收集了两组儿童共103份COVID-19标本,其中包括27组成对的咽拭子、鼻拭子或粪便标本,并对这些样本进行了高通量测序。同时,研究人员对患儿组的儿童在感染新冠出现症状后进行了为期25-58天的随访。

首先,研究人员对比了患儿组与健康组在咽喉、鼻腔以及肠道三个部位的微生物菌群多样性。数据显示,两组样本具有不同的微生物菌群组成特征,例如,类杆菌和厚壁菌在COVID-19患儿的肠道内显著富集,而健康组的肠道中富集的则是蛋白质细菌;在上呼吸道中,健康组显示了类杆菌和厚壁菌的富集,而COVID-19患儿组则富含变形杆菌。在对各微生物菌群丰度进行了进一步分析后,研究结果显示,患儿组的上呼吸道和肠道中共栖菌的丰度显著增高,而健康组的致病菌和环境细菌丰度显著增高,这些结果表明,新冠病毒的感染会改变儿童上呼吸道和肠道的微生物菌群组成。


COVID-19患儿组与健康对照组的微生物菌群多样性对比

随后,为展开分析COVID-19患儿上呼吸道及肠道菌群的动态变化,与健康组进行更加精细的数据对比,研究人员采用狄利克雷多项混合模型(Dirichlet multinomial mixtures ,DMM)将两组儿童的菌群分为了8种类型,对比结果显示:

有7名COVID-19患儿上呼吸道菌群从早期健康、高多样性群落结构演变为了菌群多样性失调结构,这表明,尽管临床恢复良好,上呼吸道菌群的组成和功能仍在持续恶化。特别值得注意的是,有3名儿童被观察到上呼吸道的菌群失调在出院后至少持续了19-24天(即症状出现后42-58天);

针对肠道部位,有3名COVID-19患儿出现了肠道菌群结构的恶化。例如,其中一名患儿在症状出现后的第7天,其菌群类型有所恢复,但在第37天又发生了恶化。

这些结果均表明,在COVID-19治疗过程中,儿童呼吸道和肠道微生物菌群会呈现逐渐恶化的状态。


9名COVID-19患儿微生物菌群变化随访记录

最后,研究指出,对于儿童群体,上呼吸道和肠道的微生物菌群在COVID-19期间变化极大,并有可能保持长期恶化或失调。研究人员表示,早期生命中的微生物菌群在宿主免疫、新陈代谢和神经系统的发展中起着重要作用,深刻影响着晚年的健康状况,因此,由COVID-19引起的微生物菌群的持续失调或许会在儿童时期带来潜在的短期和长期健康风险。

这项研究也存在着局限性,研究人员提到,由于国内疫情控制态势良好,此次试验的患儿样本数较少。不过,尽管COVID-19对患儿的长期疗效还需要进一步的随访和更大的队列研究,但此次的数据表明,早期实施各种干预策略来调节微生物菌群的发育,可能会为后疫情时代的儿童临床治疗提供益处。

参考资料:

[1]https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S167385272100134X?via%3Dihub#sec3

[2]https://www.nature.com/articles/s41586-021-03553-9

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