． 2017年1月27日;12(1):e0170120。

doi: 10.1371 / journal.pone.0170120。 eCollection 2017。

通气早产儿BPD严重程度对气道微生物群落周转的影响

从属关系

¹美国科罗拉多州奥罗拉市科罗拉多大学科罗拉多公共卫生学院生物统计系。
²美国科罗拉多州奥罗拉市科罗拉多大学医学院儿科肺科。
^3.美国科罗拉多州奥罗拉市科罗拉多大学丹佛分校公共卫生学院流行病学系。
⁴美国科罗拉多州奥罗拉市科罗拉多大学医学院医学系传染病科。
⁵美国俄亥俄州辛辛那提市辛辛那提儿童医院医疗中心围产期研究所。
⁶美国科罗拉多州奥罗拉市科罗拉多大学医学院儿科系小儿心肺中心。
⁷美国科罗拉多州奥罗拉市科罗拉多大学医学院儿科重症监护医学科。

PMID:28129336
PMCID:PMC5271346
DOI:10.1371 / journal.pone.0170120

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通气早产儿BPD严重程度对气道微生物群落周转的影响

布兰迪·D·瓦格纳et al。《公共科学图书馆•综合》． 2017．

免费PMC文章

． 2017年1月27日;12(1):e0170120。

doi: 10.1371 / journal.pone.0170120。 eCollection 2017。

作者

从属关系

¹美国科罗拉多州奥罗拉市科罗拉多大学科罗拉多公共卫生学院生物统计系。
²美国科罗拉多州奥罗拉市科罗拉多大学医学院儿科肺科。
^3.美国科罗拉多州奥罗拉市科罗拉多大学丹佛分校公共卫生学院流行病学系。
⁴美国科罗拉多州奥罗拉市科罗拉多大学医学院医学系传染病科。
⁵美国俄亥俄州辛辛那提市辛辛那提儿童医院医疗中心围产期研究所。
⁶美国科罗拉多州奥罗拉市科罗拉多大学医学院儿科系小儿心肺中心。
⁷美国科罗拉多州奥罗拉市科罗拉多大学医学院儿科重症监护医学科。

PMID:28129336
PMCID:PMC5271346
DOI:10.1371 / journal.pone.0170120

摘要

早产使发育中的肺暴露在直接接触细菌的环境中，通常通过气管插管促进。尽管有证据表明细菌感染与支气管肺发育不良(BPD)的发病机制有关，但对气道微生物群的系统研究还很有限。目的是确定机械通气早产儿气管吸出物中早期呼吸道微生物群的特定模式，这些模式与BPD的发展和严重程度相关。前瞻性纳入胎龄≤34周、出生体重500-1250g的婴儿。机械通气的婴儿在入组、7、14和21天时采集气管抽吸样本。BPD由修改的NIH标准和氧还原试验确定;没有BPD的婴儿由于数量少而被排除在外。吸出液经16S rRNA测序鉴定细菌，qPCR检测细菌载量。使用7天的样本进行横断面分析，并对至少2次抽吸的受试者进行纵向分析。对152名婴儿(分别为51名、49名和52名轻度、中度和重度BPD患者)气管抽吸物进行了微生物组分析。 Seventy-nine of the infants were included in the cross-sectional analysis and 94 in the longitudinal. Shannon Diversity, bacterial load, and relative abundance of individual taxa were not strongly associated with BPD status. Longitudinal analysis revealed that preterm infants who eventually developed severe BPD exhibited greater bacterial community turnover with age, acquired less Staphylococcus in the first days after birth, and had higher initial relative abundance of Ureaplasma. In conclusion, longitudinal changes in the airway microbial communities of mechanically ventilated preterm infants may be associated with BPD severity, whereas cross-sectional analysis of airway ecology at 7 days of age did not reveal an association with BPD severity. Further evaluation is necessary to determine whether the observed longitudinal changes are causal or in response to clinical management or other factors that lead to BPD.

利益冲突声明

作者宣称不存在竞争利益。

数据

**图2所示。香农多样性指数(上)和均匀性(一种优势度的衡量方法)在BPD严重程度组的分布，在生命5-9天之间收集的横断面样本中。**

**图3所示。BPD严重程度分组显示7天气管抽吸物中细菌群落的相对丰度。**
每个柱状图代表一个单一主题的群落，不同的分类单元用不同的颜色表示。

**图4所示。随机森林(RF)由5000棵分类树组成，用于在7日龄BPD严重程度组的横断面上多变量评估微生物类群。**
变量重要性图对于可视化变量的等级重要性很有用。平均下降基尼系数指数确定了对区分BPD严重程度更重要的特征。与随机噪声相比，特征值越大表示变量贡献的信息越多;预测变量之间指数的分离随着特征对于区分组之间变得不那么有用而退化(顶部)。使用来自7天气管抽吸标本射频接近矩阵的多维缩放图显示BPD严重程度组之间的分离很小，这对应于高错误率(底部)。

**图5所示。每个受试者的纵向气道微生物组组成按收集日期显示。**
样本采集于登记时(出生后第一周内)和目标第7、14和21天48小时内的机械通气婴儿。

**图6所示。至少有2个样本的受试者的森下角(MH)值与疾病严重程度的箱线图。**
与轻度BPD相比，重度BPD的MH值显著降低(p = 0.01)，轻度和中度BPD之间仅略有差异(p = 0.08)。

**图7所示。相对丰度(RA)模型*葡萄球菌*(上)和*Ureaplasma*(下)按BPD严重程度随时间的变化。**
较细的线对应于特定主题随时间的变化值，较粗的线表示基于模型估计参数的平均趋势。

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