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杭州市中小学生肠道菌群分布特征的研究

摘要背景:肠道菌群对人体健康有着重要作用,如影响身体代谢、免疫等。中小学生处于身体发育的关键时期,肠道菌群还参与了这一阶段儿童的脑神经发育、能量代谢、性成熟等方面,维持肠道微生态的稳定对中小学生生长发育具有重要意义。然而目前尚未有研究分析杭州市中小学生肠道菌群的特征。<br>  目的:描述杭州市中小学生肠道菌群的分布,以及对比居住在不同城市化地区、拥有不同的饮食、睡眠、运动习惯中小学生的肠道菌群分布特征,分析这些因素与中小学生肠道菌群的关联。<br>  方法:本研究按地区和年龄分层整群随机抽样选取302位杭州市中小学生,收集学生的粪便样本,并通过问卷调查其饮食、睡眠、运动等生活行为习惯。通过16SrRNA基因测序方式,描述杭州市中小学生肠道菌群在门、纲、目、科、属水平下的分布,对比具有不同人口学特征的中小学生的肠道菌群特点,并进行菌群多样性分析、差异性分析等生物信息学分析。<br>  结果:1.杭州市中小学生在门水平上,优势菌群为占比64.89%的厚壁菌门,16.56%的放线菌门,12.71%的拟杆菌门以及4.51%的变形菌门;在属水平上,优势菌群为占比10.85%的双歧杆菌属,9.42%的经黏液真杆菌属,8.69%的拟杆菌属,7.81%的粪杆菌属,4.74%的罕见小球菌属等。2.具有不同特征的中小学生肠道菌群分析结果显示,居住在不同城市化地区的中小学生肠道菌群的Alpha多样性和Beta多样性存在显著差异(P<0.05)。城市地区中小学生肠道菌群多样性高于农村地区。在门水平上,城市区域的拟杆菌门相对丰度更高,而放线菌门占比更少(P<0.05),在属水平上,双歧杆菌、拟杆菌属、布劳特氏属、霍氏真杆菌等多个菌属在不同城市化地区中小学生中存在显著差异(P<0.05)。在门水平上,变形菌门在饮食口味重的中小学生中相对于饮食口味清淡的和饮食口味均衡的更高(P<0.05)。在属水平上,志贺氏菌属在饮食口味较重的学生中丰度较高,在饮食口味清淡和均衡的学生中丰度较低(P<0.05)。厌氧棒状菌属在口味较重的学生中丰度较低,在饮食口味较轻和均衡的学生中丰度更高(P<0.05)。粪杆菌属在不同运动时间的中小学生中存在显著差异,运动时间长的相对于运动时间短的学生其丰度更高(P<0.05)。小杆菌属在睡眠时间较多的中小学生中丰度更高(P<0.05)。<br>  结论:1.厚壁菌门、放线菌门、双歧杆菌属、经黏液真杆菌属组成了杭州市中小学生肠道内的优势菌群。2.城市地区的中小学生的优势菌群为拟杆菌门、拟杆菌属,城镇地区为红蝽菌目、真杆菌属,农村地区为放线菌门、双歧杆菌属。饮食口味较重的中小学生受到变形菌门、志贺氏菌属的影响较大,而口味较轻和均衡的学生受到厌氧棒状菌属影响较大。运动时间较长的学生受到粪杆菌属的影响较大。睡眠时间较长的中小学生受到小杆菌属的影响较大。

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