背景

哮喘是一种常见的慢性气道炎症性疾病，通常始于儿童早期。其病理生理学复杂，受遗传、环境和免疫因素影响。肠道微生物群对于免疫发育至关重要，与哮喘、过敏和其他免疫介导的慢性疾病有关。尽管如此，研究主要集中在肠道细菌上，而对肠道病毒，特别是噬菌体的作用的探索较少。

肠道内藏有大量病毒，其中噬菌体主要针对细菌。噬菌体，无论是有毒的还是温和的，都可以通过影响细菌定植和与粘膜免疫系统相互作用来影响宿主免疫力。进一步的研究对于揭示肠道病毒组、细菌组和宿主免疫之间复杂的相互作用至关重要。这可能会产生针对哮喘和其他免疫介导疾病的新生物标志物和治疗策略。

关于该研究

根据《赫尔辛基宣言》，本次儿童哮喘研究遵循严格的伦理标准。获得了家长同意，并严格遵守研究诚信、患者安全和数据保护法规，包括良好临床实践 (GCP) 和通用数据保护法规 (GDPR)。

该研究是丹麦 COPSAC2010 母婴队列的一部分，涉及 700 名从怀孕到五岁的儿童。根据综合标准仔细记录哮喘诊断，包括症状严重程度、持续时间和治疗反应。在这项研究中，考虑了五岁时的任何哮喘诊断。

对 647 名一岁时儿童的粪便样本进行了病毒组分析。样品采集、储存和处理遵循特定协议，确保样品在分析前得到保存。生物信息学处理涉及病毒体提取、文库制备和测序的详细程序。对于细菌脱氧核糖核酸 (DNA)，使用了特定的方法和工具，包括 MoBio PowerSoil 试剂盒和 MiSeq viz MiSeq 测序系统平台进行测序。

使用 R 进行统计分析，采用各种数据处理和可视化包。该研究使用两侧 P 值，显着性阈值设置为 P ≤ 0.05，并采用 Benjamini-Hochberg 校正进行多重检验。使用逻辑回归和其他统计方法研究哮喘与病毒组的关联，同时控制潜在的混杂因素和批次效应。

该研究还采用 Spearman 相关性和 Procrustes 分析评估了病毒组和细菌组之间的相关性。使用逻辑回归和准泊松回归分析来分析病毒组对哮喘发展的影响。此外，还进行了中介分析来测试间接细菌效应的显着性。

使用广义估计方程检查哮喘发展轨迹，从而可以对哮喘持续时间进行纵向评估。该研究进一步调查了学龄前哮喘发病时间与病毒组和细菌组特征评分的关系。使用卡普兰-迈耶曲线分析和对数秩检验对四组进行比较，深入了解这些微生物群落对哮喘发展的影响。

还通过线性回归分析检查了影响病毒组特征评分的环境因素。最后，该研究通过关注 Toll 样受体 9 (TLR9​​) 基因型及其与哮喘相关病毒组的相互作用，深入探讨了遗传方面。采用Logistic回归分析探讨不同基因型对哮喘的影响，特别重点关注TLR9基因型rs187084。这种遗传方面对于理解遗传、肠道病毒组和儿童哮喘发展之间复杂的相互作用至关重要。

对 TLR9 基因型和病毒组特征评分之间的相互作用进行了评估，为遗传倾向如何影响幼儿期哮喘风险提供了宝贵的见解。

研究结果

本研究重点分析 647 名一岁儿童的肠道病毒组，这些儿童从出生起就进行了深入的表型分析，并对哮喘诊断进行了纵向评估。研究发现，特定的温带肠道噬菌体类群与哮喘的后期发展有关。值得注意的是，19 个有尾病毒家族的联合丰度对这种关联做出了重大贡献。

研究表明，将与哮喘相关的细菌组和病毒组特征相结合会增加对哮喘风险的影响，这表明病毒组与哮喘之间存在独立的关联。有趣的是，与病毒组相关的哮喘风险是由宿主 TLR9 rs187084 基因变体调节的，表明噬菌体与宿主免疫系统之间存在直接相互作用。这一发现为进一步研究探索噬菌体与细菌和宿主遗传学是否可以用作哮喘的临床前生物标志物开辟了新途径。

该研究的一个重要发现是五岁时患有和不患有哮喘的儿童之间尾病毒和微病毒的相对丰度存在差异。温带噬菌体的相对丰度与哮喘尤其相关。对兄弟姐妹、出生体重、城市化和年龄等潜在混杂因素的调整并没有改变这些结果。这种关联主要是由有尾病毒驱动的，而具有未知生活方式的噬菌体相对丰度的差异是由微病毒驱动的。

该研究还指出，儿童肠道病毒组具有高度的独特性，1306 个病毒操作分类单位 (vOTU) 样本的丰富度中位数，样本的整体稀疏度为 86%。然而，总体观察到的丰富度和均匀度与五岁之前哮喘的发生无关。

患有和不患有哮喘的儿童之间温带病毒组的组成差异最为显着，从而鉴定出 19 个与后来的哮喘共同相关的温带病毒科级进化枝 (VFC)。

该研究进一步探讨了哮喘病毒组与细菌组的独立性。尽管温带病毒组和细菌组之间的物种丰富度和组成存在一定相关性，但结果表明，病毒组与学龄前哮喘之间的关联只有很小的间接影响是通过细菌介导的。研究结果进一步支持了这一点，即病毒组和细菌组特征评分都比单独的任何一种都更好地捕捉了与哮喘的关系，表明了独立和相加效应。

最后，该研究检查了早期生活暴露对哮喘病毒组的影响以及学龄前哮喘中肠道病毒组与宿主免疫系统之间的遗传联系。研究发现，源自病毒组特征评分的哮喘风险似乎取决于 TLR9 基因型。这表明噬菌体与宿主免疫系统之间存在直接相互作用，导致儿童早期哮喘的发生。