社会经济与营养因素超越肠道菌群对马达加斯加幼儿神经发育的主导影响

《Scientific Reports》:Socioeconomic and nutritional determinants outweigh gut microbiota influence on neurodevelopment in young children from Antananarivo, Madagascar

【字体: 时间:2026年01月18日 来源:Scientific Reports 3.9

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  本研究针对全球1.5亿五岁以下儿童发育迟缓的严峻挑战,深入解析马达加斯加2-5岁幼儿群体中神经发育障碍的多重驱动因素。通过结构方程模型(SEM)揭示:发育迟缓(HAZ<-2SD)与低社会经济地位(SES)直接导致神经发育评分降低,而肠道菌群α-多样性(Shannon指数)仅显示微弱关联。结果表明神经发育干预应优先关注营养改善与社会经济支持,菌群靶向治疗需结合多维策略。

  
在全球范围内,发育迟缓(stunting)影响着1.5亿五岁以下儿童的健康,这不仅是一个生长问题,更与神经发育迟缓密切相关。马达加斯加作为全球发育迟缓高发区,约50%的幼儿遭受这一困扰。传统研究多聚焦于单一因素,但发育迟缓实则是社会经济、营养、肠道微生物等多维度因素交织的复杂综合征。尤其近年来,肠道菌群与大脑发育的“肠-脑轴”(gut-brain axis)机制备受关注,但菌群因素在真实世界的高危人群中究竟扮演何种角色?其影响是否被社会经济等宏观因素所掩盖?这些问题成为揭开儿童健康发展之谜的关键。
为此,由Jeanne Tamarelle和Pascale Vonaesch等领衔的AFRIBIOTA研究团队,在《Scientific Reports》上发表了最新成果。研究人员深入马达加斯加首都安塔那那利佛,对349名2-5岁儿童展开跨学科研究,首次采用结构方程模型(Structural Equation Modelling, SEM)这一先进统计工具,同时纳入社会经济、营养指标、肠道菌群16S rRNA测序数据以及ASQ-3(Ages and Stages Questionnaire-3)神经发育评估结果,旨在解析各因素对神经发育的直接与间接作用路径。
研究的关键技术方法包括:基于WHO标准的生长发育评估(身高别年龄Z评分,HAZ)、ASQ-3神经发育筛查工具、16S rRNA基因扩增子测序分析粪便菌群、以及结构方程建模(SEM)等多变量统计分析。队列来源于马达加斯加安塔那那利佛的AFRIBIOTA横断面研究人群。
研究结果
描述性特征揭示高风险背景
纳入的349名儿童中,正常营养占56.4%,中度发育迟缓24.1%,重度达19.5%。高风险环境特征显著:母亲营养不良率16.5%(其中重度迟缓儿童母亲达27.3%),贫血患病率22.7%,低膳食多样性儿童占28.9%,近半数感染寄生虫(如蛔虫49.3%)。这为理解后续发育差异提供了重要的群体背景。
发育迟缓与神经发育的强关联
线性回归模型明确显示,发育迟缓严重程度与神经发育总分及各领域得分呈梯度负相关。调整社会经济等多因素后,重度迟缓儿童神经发育总分较正常儿童低18.6分,尤其在问题解决(Problem-Solving, PS)、精细运动(Fine Motor, FM)和粗大运动(Gross Motor, GM)领域差异显著(分别降低3.4分、6.9分和5.0分)。这表明生长滞后是神经发育障碍的强烈预警信号。
肠道菌群关联微弱且不稳健
菌群分析结果显示,α-多样性(如Shannon指数)与神经发育评分无普遍相关性,仅精细运动领域发现微弱正关联。β-多样性(菌群结构差异)与发育评分无显著关联。在菌株水平,仅链球菌科(Streptococcaceae)与个人-社会(Personal-Social, PES)评分负相关,但经多种统计方法校正后结果不稳定。这表明粪便菌群整体结构对神经发育的直接指示作用有限。
社会经济与营养因素占主导地位
通过结构方程模型(SEM)解析多因素相互作用发现:社会经济地位(SES)和发育迟缓(HAZ)对神经发育存在稳定的直接效应,而菌群α-多样性的直接效应仅在复杂SEM模型中显现,且效应值远低于前者。值得注意的是,支链氨基酸(Branched-Chain Amino Acids, BCAA)和血红蛋白水平通过影响生长迟缓间接作用于神经发育,但炎症标志物α1-抗胰蛋白酶(AAT)与发育无显著关联。
讨论与结论
本研究通过多维统计模型揭示,在马达加斯加等高危环境中,儿童神经发育主要受社会经济劣势和营养不良的直接驱动,肠道菌群的影响相对有限。这一发现挑战了单纯依赖“菌群干预”改善发育的简化论观点,强调宏观社会决定因素的基础性作用。研究的创新性在于采用SEM模型量化了各因素的路径系数,首次在真实世界人群中证实“营养-社会-菌群”网络中主次作用力。
当然,研究的横断面设计难以推断因果关系,样本量也限制了更复杂模型的构建。未来需要纵向研究结合代谢组学与宏基因组学,进一步揭示菌群功能与神经发育的动态关联。但无疑,本成果为全球健康政策制定者指明方向:应对儿童发育迟缓,必须优先整合营养支持与社会经济干预,而非孤立聚焦微生物疗法。只有通过多系统联合干预,才能真正帮助弱势儿童实现潜能发展,打破贫困与发育不良的代际循环。
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