《Pediatric Research》：Early empiric antibiotic exposure affects gut microbiota development of very preterm infants
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为解决早产儿经验性抗生素暴露对其早期肠道菌群的具体影响这一关键临床问题，研究人员围绕极早产儿（<30周）开展了一项多中心队列研究。该研究通过分析粪便样本的16S rRNA基因测序数据，发现即便是短程（48–96 h）和长程（96–192 h）的早期抗生素暴露，均会显著改变婴儿出生后第一个月内的肠道菌群多样性、组成及群落类型（CT），强调了减少不必要的抗生素启动对保护早产儿肠道微生态的重要意义。
在新生儿重症监护室（NICU），抗生素是最常用的药物之一。对于胎龄小于28周的极早早产儿，大约有90%在出生后会立即接受广谱抗生素的静脉经验性治疗，以应对疑似早期发病败血症（EOS）的高风险。然而，通过血培养确诊的EOS发生率实际上仅为1-2%。这意味着，绝大多数接受抗生素治疗的婴儿并没有真正的细菌感染。这种治疗的普遍应用，源于对未经治疗的EOS可能导致严重后果的担忧，以及新生儿，尤其是早产儿，其感染症状常不典型，难以快速确诊。
然而，这种“宁可错杀，不可放过”的做法正引发越来越多的担忧。越来越多的研究表明，出生后早期经验性抗生素暴露（EEAE）与早产儿死亡、坏死性小肠结肠炎（NEC）、支气管肺发育不良、晚发型败血症（LOS）等多种不良临床结局风险增加相关，且存在剂量依赖关系，即用药时间越长，风险越高。人们猜测，其中一个重要的致病机制是抗生素破坏了新生儿正在发育的、脆弱的肠道菌群。肠道菌群被认为是人体的“第二基因组”，对免疫系统的成熟、营养代谢乃至远期健康至关重要。早产儿由于胃肠道和免疫系统尚未成熟，加上住院时间长等环境因素，其肠道菌群的形成本身就容易受到干扰。EEAE可能会“雪上加霜”，进一步扰乱这种初始定植，减少有益菌，增加潜在致病菌。
但是，早期抗生素究竟是如何影响早产儿肠道菌群发育的？其破坏性影响是由“启动抗生素治疗”这一行为决定的，还是由“抗生素暴露的持续时间”决定的？由于绝大多数早产儿都使用了抗生素，以往的研究很难找到一个完全没有使用过抗生素的对照组来进行清晰的比较，使得这一关键问题悬而未决。
为了解开这个临床困境，一项发表于《Pediatric Research》上的研究应运而生。研究人员设计了一项精巧的多中心队列研究，旨在专门探究EEAE持续时间对极早产儿（胎龄<30周）出生后第一个月内肠道菌群动态变化的影响。该研究最大的亮点之一是成功纳入了一个在出生后前四周内完全没有接触过任何抗生素的婴儿组（n=36），这在临床实践中极为罕见，为研究提供了宝贵的“纯净”参照。同时，为了聚焦早期暴露的影响，研究者排除了所有在出生第一周后接受过抗生素治疗的婴儿，并将研究对象分为三组进行对比：无暴露组（n=36）、短程暴露组（48–96小时，n=56）和长程暴露组（96–192小时，n=35）。
为了回答这些问题，研究人员运用了几个关键技术方法：首先，他们通过多中心合作，前瞻性收集了127名极早产儿在出生后第1至4周的共387份粪便样本，并排除了患有NEC、LOS等严重并发症的婴儿以减小混杂因素。其次，利用16S核糖体RNA（rRNA）基因扩增子测序技术，对肠道菌群的组成进行高分辨率分析。最后，采用包括α多样性分析（观察到的ASVs(扩增子序列变体)、香农指数、辛普森指数）、β多样性分析（加权UniFrac距离、Bray-Curtis相异性）、微生物差异丰度分析（MaAsLin2），以及基于Jensen-Shannon散度的分区聚类（PAM）识别微生物群落类型（CT）等多种生物信息学方法，系统性地评估了抗生素暴露对肠道微生物生态的影响。
研究结果
α-多样性在EEAE组中从第二周开始增加
分析显示，与未暴露抗生素的婴儿相比，暴露于EEAE的婴儿其肠道菌群的α-多样性从出生后第二周开始显著增加。这种差异在观察到的ASV数量和香农指数上均得到体现，而辛普森指数也呈现相同趋势。该结果表明，抗生素暴露并未像某些研究预期的那样持续抑制多样性，反而与非暴露组相比促进了多样性的恢复性增加，这可能反映了抗生素清除部分菌群后，为其他机会性菌群定植创造了生态位。
EEAE和最主要的菌属共同驱动菌群组成
基于加权UniFrac距离的PERMANOVA分析表明，EEAE对微生物群落组成有显著影响，但其解释的方差很小（R2≈1.1%）。相比之下，样本中最丰富的菌属（如大肠杆菌-志贺氏菌属(Escherichia-shigella)、肠球菌属(Enterococcus)、葡萄球菌属(Staphylococcus)等）解释了约50%的群落变异，表明个体间最主要的菌属差异是菌群构成的主要驱动因素，EEAE的影响相对较小。
EEAE与 韦荣氏菌属(Veillonella) 和 肠球菌属(Enterococcus) 相对丰度降低相关
差异丰度分析发现，有七个菌属在EEAE组中的相对丰度显著低于非暴露组。但其中四个菌属的平均相对丰度和在样本中的检出率极低。经过对胎龄、喂养类型、分娩方式和采样周龄等因素进行校正后，韦荣氏菌属(Veillonella)和肠球菌属(Enterococcus)的丰度降低在分析中依然显著，但呈现出暴露组别特异性。值得注意的是，以往研究更多报道抗生素暴露后肠球菌增加，本研究的发现与此不同，可能与抗生素类型、用药时机或机会效应有关。
PAM聚类分析识别出四种不依赖于EEAE组的独特微生物群落类型（CT）
通过聚类分析，研究人员识别出四种由特定优势菌属主导的、独特的肠道菌群群落类型（CT），分别是：肠球菌属(Enterococcus) CT、葡萄球菌属(Staphylococcus) CT、肠杆菌科未分类菌属(Enterobacteriaceae) CT和大肠杆菌-志贺氏菌属(Escherichia-Shigella) CT。所有三种EEAE组中都存在所有四种CT，表明这些群落结构的形成独立于抗生素暴露持续时间。
EEAE可能影响CT的稳定性
超过一半（54%）的婴儿在出生后四周内至少发生了一次CT转换。数据显示，未暴露婴儿在第三至四周经历CT转换的比例低于EEAE组（5% vs 17%），表明抗生素暴露可能延迟了菌群结构的早期稳定。此外，葡萄球菌属(Staphylococcus) CT在所有组中随时间推移而减少，且这种减少在未暴露组和短程暴露组中发生得更早。大肠杆菌-志贺氏菌属(Escherichia-Shigella) CT的流行趋势则相反，在未暴露婴儿中随时间增加，而在EEAE婴儿中下降。
EEAE、分娩方式和产后年龄影响部分CT
多水平多项逻辑回归模型分析显示，在校正周龄、胎龄、喂养类型和分娩方式后，无论是短程还是长程EEAE，都与更高的葡萄球菌属(Staphylococcus) CT发生概率（对数比值）显著相关。同样，周龄增加与肠球菌属(Enterococcus)和葡萄球菌属(Staphylococcus) CT概率降低相关，配方奶喂养与肠球菌属(Enterococcus) CT概率升高相关，而阴道分娩与葡萄球菌属(Staphylococcus) CT概率降低相关。然而，大部分的CT变异仍无法用这些已知的临床因素解释。
研究结论与讨论
这项研究明确表明，在极早产儿中，早期经验性抗生素暴露（无论短程或长程）与其出生后第一个月肠道菌群的改变相关，具体表现为α-多样性增加、特定菌属（如韦荣氏菌属和肠球菌属）丰度降低，以及对特定微生物群落类型（特别是葡萄球菌属CT）流行率的影响。重要的是，短程和长程暴露引起的改变相似，提示即使是短暂的抗生素启动也可能产生与较长疗程相当的肠道菌群影响。
研究的主要优势在于设立了宝贵的“零抗生素”对照组，并排除了出生一周后使用抗生素的混杂。但这也构成了一个局限，因为研究中剔除了可能发生NEC或LOS的婴儿，而这些婴儿的菌群失调可能更为严重。此外，各组婴儿在基线特征（如分娩方式、出生体重）上存在差异，这反映了临床实践中决定是否启动或延长抗生素治疗的“适应症偏倚”。
该研究的意义深远。它首次在严格控制混杂因素的设计下，揭示了EEAE对极早产儿早期肠道菌群的具体影响模式，为理解抗生素如何影响这一脆弱群体的微生态发育提供了直接证据。研究结果支持了之前的临床观察——即EEAE与不良结局风险增加相关——并提示这种关联可能部分通过干扰肠道菌群稳定性和促进潜在致病菌主导的群落类型来实现。最后，研究结论强烈指向临床实践：旨在减少对疑似EOS的极早产儿启动不必要的早期经验性抗生素治疗、并避免延长疗程的抗生素管理计划，可能有助于减轻对发育中肠道菌群的破坏，从而改善患儿预后。未来的研究需要进一步探究这些菌群变化的长期功能后果及其与具体临床结局（如NEC、LOS）的因果关联。
