儿童肠道真菌研究进展

王婷，吴军华

既有对人体真菌的研究主要集中在描述健康或疾病状态下成人的肠道真菌群落的作用，而对儿童肠道真菌的研究较少。近年来，18s rDNA 的二代测序技术、转录间隔区测序技术（ITS）[1]、DNA 指纹技术[2]等真菌检测技术的发掘和发展，进一步拓宽了对生命早期肠道真菌暴露影响的视野。本文基于国内外相关研究，对儿童肠道真菌群落的形成、影响因素、与宿主的相互调节方面进行综述。

1 儿童肠道真菌构成

1.1 肠道真菌的构成 既往研究发现个体间肠道真菌菌群的构成和丰度差异很大[3-4]，门水平上绝大多数属于子囊菌门和担子菌门[3-8]，属水平上包括常见的念珠菌属、青霉菌属及曲霉菌属等[4]。在不同研究中均发现，念珠菌占有主导地位[3-4,6,9]。也有部分研究得出不同结论，日本的一项研究发现[8]，3 岁前日本儿童肠道排名第一的菌属为酿酒酵母菌属（26.8%）。不同研究得出的肠道真菌构成有各自特征。

1.2 肠道真菌的变迁 肠道真菌的出现可能可以追溯到胎儿时期，且随着胎龄的增大，真菌种类和丰度不断发生变化。Willis 等[3]发现早产和足月的新生儿在出生后数小时内采集的第一次胎粪样本中即能发现真菌DNA 的存在。瑞士的一项纵向研究发现[9]，念珠菌检出率于3 日龄后迅速上升，18 个月时达到顶峰，36 个月时则较前下降。Gutierrez 等[10]发现从3 个月到1 岁，儿童肠道真菌多样性和丰度都增加。Mishima 等[8]，得出了相反结论，儿童肠道内真菌的丰富度和均匀度随时间降低这可能是由于肠道环境中定植物种的适应性选择。此外，主导真菌属并非一成不变，Nel 等[7]以2 岁为界比较南非儿童肠道真菌构成发现，念珠菌属丰度在2 岁以下的儿童中更高，而Cyberlindera 菌属丰度在2 岁以上的儿童中更高。Gutierrez 等[10]的研究表明，真菌组在3 个月时以念珠菌、马拉色菌和Mycosphaerella 为主，然后在12 个月时转向以酵母菌为主。另有研究发现[3]，在1～5月龄，肠道真菌种群的主要组成从马拉色菌向白色念珠菌转移。此外，James 等[4]发现许多真菌是婴儿特异性的，仅仅一过性的以非常低的丰度出现。以上研究提示，肠道真菌的主导种类和相对丰度随时间不断变化。

1.3 肠道真菌组成的影响因素

1.3.1 出生胎龄 出生胎龄可能会影响新生儿肠道真菌的种类和丰度。有研究发现[3-4]，早产儿肠道真菌定植率更高，种类较为单一，足月儿肠道真菌群落的组成更为均衡。然而早产儿与足月儿肠道菌群的区别可能冗杂了其他例如抗生素使用、NICU 住院史、有创操作等因素的影响。

1.3.2 抗生素使用 研究发现，使用抗生素后肠道内真菌相对丰度升高，且其可能会增加某些真菌的侵袭机会。一项对健康参与者在服用6 d 抗生素后3 个月内肠道真菌的纵向分析发现，抗生素使用后非优势真菌的数量增加更为显著，这些变化主要发生在治疗后1 个月内，而观察后期真菌多样性又减少，提示部分真菌未能最终定植下来[11]，提示肠道微生态对抗生素引起的真菌失调有纠正作用。Wang 等[12]的一项动物实验显示，新生大鼠接受抗生素治疗后，与未经治疗的大鼠相比，其抗白色念珠菌免疫功能明显受损。肽聚糖（PGN）是真菌细胞壁的一个保守组成部分，PGN亚基可激活cAMP合成，从而触发白色念珠菌菌丝生长，增强白色念珠菌的毒力[13]，-内酰胺类抗生素可能会触发大量诱导菌丝的PGN 亚基被释放，驱动白色念珠菌菌丝生长，导致肠道屏障的穿透和真菌入侵，进一步导致白色念珠菌全身侵袭性感染[13]。头孢哌酮处理后的小鼠盲肠含量中菌丝的百分比明显高于未处理小鼠[14]，这一实验也佐证了上述观点。

1.3.3 其他 Bliss 等[2]利用DNA 指纹技术研究极低出生体质量儿白色念珠菌的水平、垂直传播发现，O 型血的母亲、母亲年龄较大、导尿管的使用、出生后住院时间长及甚至母亲的种族都会增加极低体质量新生儿的肠道真菌定植。近期的一项研究[7]发现，女孩肠道内真菌多样性显著降低，但这可能是饮食、游戏活动、社交、药物使用或免疫反应不同的结果，并无更多实验进一步重复验证这些结论。

2 儿童肠道真菌的来源

2.1 母体垂直传播 母体肠道真菌与子代肠道真菌之间可能存在垂直传播。既往有研究发现经阴道分娩的子代与剖宫产相比，肠道真菌有增加的趋势，这种趋势持续到产后大约一年左右[5]。然而，许多其他研究得出了不同的结论，即生产方式的不同并不能造成子代肠道真菌定植的差异[3,9]，部分地区剖宫产会预防性使用抗生素可能是产生这些不同的实验结果的原因之一。Schei 等[6]跟踪了298 对从孕36周到出生后2 岁的母亲和子女粪便样本中的肠道菌群，11 种真菌在母代和子代中有重叠，2 岁后子代样本开始表现出与亲代相似的倾向，并且被检测到有肠道真菌定植的母亲，其子代样本中存在真菌DNA的风险会增加，提示这种肠道真菌“易感性”也在母子代中传递。

2.2 水平传播 在生命最早期的2 ～3年里，人类肠道微生物群是高度动态的，受许多因素例如食物、所处环境的水平传播[15]。

2.2.1 食物 作为新生儿首先接触的食物，母乳可能参与了早期儿童肠道菌群的建立和成型。以往的研究已经发现母乳中含有细菌[16]，近年来越来越多的实验发现，真菌也同样可能存在于母乳中[17-18]。而婴儿口腔及肠道中的真菌究竟来源于母乳还是母亲皮肤，还需要进一步了解环境对真菌群落影响[17]。限制性马拉色菌作为儿童、成人皮肤真菌的重要组成部分，也一般被认为是来自于母体或医护人员的水平传播[4]。在摄入富含酿酒酵母菌的食物如面包后，其在婴儿肠道中的数量剧增[6]，提示食物是肠道真菌水平传播的主要来源。

2.2.2 环境 出生后的环境也是肠道真菌的重要来源之一。Heisel 等[19]发现白色念珠菌、副念珠菌和酿酒酵母是构成NICU 病房和母乳中菌群的最主要真菌，而它们的相对丰度是驱动早产儿肠道真菌群落结构形成的主要因素。另一项对早产儿及其NICU病房采样的研究发现，大多数被安置在同一NICU病房的婴儿所拥有的微生物类群在物种水平上相似[20]，提示新生儿最初接触的环境菌群可能会对婴幼儿肠道真菌的种群造成影响。

3 肠道真菌与宿主免疫的相互影响

3.1 肠道屏障对真菌入侵的抵抗作用 肠道屏障在抵抗真菌侵袭性感染中发挥了重要作用，主要包括微生物屏障、肠道的免疫反应、黏液屏障以及肠道上皮间的紧密连接，本文重点阐述微生物屏障、肠道的免疫反应作用机制。

3.1.1 微生物屏障 肠道中的共生厌氧细菌，特别是梭状芽胞杆菌和拟杆菌通过产生低氧诱导因子-1a（HIF-1a）和抗菌肽LL-37 拮抗白色念珠菌的定植[21]。某些细菌的产物能直接对真菌造成抵抗和抑制作用。粪肠球菌能产生一种活性肽，即EntV 的前体，能抑制白色念珠菌丝的形成[22]。Bacteroides eggerthii、Odoribacter splanchnicus 等菌种产生的丙酸、鸟氨酸和苯甲酸是白色念珠菌生长的有效抑制剂[11]。除此之外变形链球菌还通过产生短链脂肪酸靶向攻击HWP1（一种表达菌丝形成的特异性基因）来防止菌丝形成[23]，从而降低白色念珠菌的侵袭力。

3.1.2 肠道的先天性免疫和适应性免疫 肠道的先天性免疫以及适应性免疫是肠道对真菌抵抗作用的重要组成部分，真菌触发的这些免疫反应主要通过信号传导通路来实现。肠道上皮细胞的先天免疫可被模式识别受体（PRR）-病原体相关分子模式（PAMP）相互作用激活[23]。巨噬细胞、树突状细胞（DC细胞)、单核细胞等髓样细胞介导了这一先天免疫。PRR主要分为四个主要家族：Toll样受体（TLR）、C 型凝集素受体（CLR）、核苷酸寡聚化结构域（NOD）样受体（NLR）和RigI 解旋酶受体（RLR）[23]。不同的PRR 可识别细胞不同结构，如细胞壁的葡聚糖[24]、甘露聚糖成分[23]，或直接识别真菌DNA[25]从而激活不同PAMP，如CARD9-Syk 途径的活化可激活CARD9 基因表达多种肠道抗真菌抗体[26]。

除了上述的先天性免疫外，真菌细胞壁内的一些其他成分同样激活了宿主的适应性免疫。真菌细胞壁成分通过触发信号通路诱导上皮细胞和角质细胞的抗菌肽（AMPs）产生[24]、参与控制抗菌防御和组织修复相关的基因表达、促进中性粒细胞募集[23]。

3.2 肠道真菌对宿主免疫的影响

3.2.1 免疫训练 免疫训练是指先天免疫系统在初次接触微生物后对再次刺激的反应性增强[27]。有研究发现，白色念珠菌在接受抗生素治疗的小鼠胃肠道中连续传代，迭代出毒力较弱的菌株，这些菌株可以通过训练免疫来保护宿主免受各种病原体的感染[28]。不同刺激在不同细胞中引起的相似或不同的代谢变化表明免疫训练存在不止一种机制[28]。

-葡聚糖是最广为人知的保护性先天免疫记忆的诱导剂[29]。Naglik等[25]发现，-葡聚糖通过Dectin-1和非经典丝氨酸-苏氨酸激酶（Raf-1）途径免疫训练从而改变单核细胞的转录组，诱导或抑制TNF-a、IL-6 和IL-18 等重要细胞因子基因的表达，引发更为激烈的真菌免疫。几丁质，作为真菌细胞壁中的另一成分，也参与免疫训练。其能够通过不同PRR在产生IL-6 和TNF- 等细胞因子方面诱导强大的免疫训练[27]。

3.2.2 肠道真菌帮助儿童肠道免疫系统的建立和成型 肠道真菌可促进视黄醇脱氢酶树突状细胞（RALDH+DC）将肠系膜及外周淋巴结的淋巴细胞招募至肠固有层[30]。在共生真菌的驱动下，CD45+CD103+RALDH+T 细胞在出生后迁移到外周淋巴结，这些细胞带来的大量的视黄醇可调节新生儿内皮细胞上的地址素变化，地址素是一种选择蛋白的寡糖配体，与指导淋巴归巢有关[30]。肠道真菌还能帮助建立肠道的免疫耐受机制。肠道真菌抗原特异性扩增人调节性T细胞（Treg）是抑制健康个体过度免疫激活的有效机制[31]。

3.3 肠道真菌对宿主的保护作用 与肠道细菌相似，一些实验发现，肠道真菌在肠道中的定植对宿主产生一定的保护作用。Jiang 等[32]发现非致死剂量白色念珠菌单定植有效地逆转了无细菌小鼠对致命甲型流感病毒感染易感性，这种保护作用与肠道细菌产生的保护作用相当，提示共生真菌可以通过保护黏膜组织免受损伤，并积极校准循环免疫细胞的反应性。布拉氏酵母菌可促进肠道总IgA 的产生，包括对艰难梭菌毒素的特异性IgA[33]。Quintin 等[29]发现-葡聚糖预处理可以保护经免疫抑制处理的小鼠免受金黄色葡萄球菌的全身感染。但这些保护作用的具体发生机制还需更深入和更大量的研究来推断、阐述和证实。

利益冲突 所有作者声明无利益冲突