Nutrients：IgE介导的食物过敏儿童肠道和皮肤微生物组随时间变化的特征研究
2024-12-21 从医路漫漫 MedSci原创 发表于上海
儿童食物过敏（FA）患病率呈上升趋势。我们的目的是研究在不同类型的免疫球蛋白E （IgE）介导的FA中过敏儿童的肠道和皮肤微生物组影响。
食物过敏（FA）的患病率正在上升，影响全球高达8%的儿童。患有特应性皮炎（AD）的儿童发展为FA的风险更高，特别是那些在出生后第一年发病的儿童。免疫球蛋白e （IgE）介导的FA表现为个体自然病程。鸡蛋和牛奶过敏在所有病例中有70-80%得到缓解，而树坚果和/或花生过敏往往持续存在，只有约20%得到缓解。一些危险因素与FA持久性有关，主要描述在鸡蛋、牛奶和花生过敏中，如皮肤点刺试验（SPT）中较大的轮大小，较高的特异性IgE (sIgE)，或对少量过敏原的反应。在高危婴儿中尽早引入包括致敏食物在内的辅食可降低发生FA的风险。此外，口服免疫疗法通过降低严重过敏反应的风险，增加反应阈值，并在某些情况下实现持续无反应性来改善FA的病程。然而，FA持久性的生物标记物尚未建立，以改善预防建议和个性化治疗。
双重暴露假说强调了肠道、皮肤和免疫系统之间的相互作用，从而对食物过敏原产生过敏或耐受。在生命早期，微生物群在培养和塑造免疫系统方面发挥着重要作用。早期的研究表明，无菌小鼠缺乏发育具有免疫能力的细胞的能力。微生物定植刺激调节性t细胞的扩张，有利于对食物过敏原的耐受性的发展。生态失调与包括FA在内的特应性疾病有关。某些细菌种类，如青少年双歧杆菌，被认为对FA有保护作用，而短链脂肪酸（SCFA）产生细菌的丰度较低，如普雷沃氏菌，与FA有关。肠道菌群从不过敏的婴儿传递给易过敏的小鼠，导致对食物过敏原的致敏和过敏程度降低。调查AD患儿皮肤微生物组的研究发现，病变和非病变皮肤中金黄色葡萄球菌的定植都有所增加。
迄今为止，在FA患者中尚未发现特定的生态失调群。很少有研究调查IgE介导的FA患儿的皮肤微生物组。一些关于皮肤微生物组的研究集中在AD患儿身上。对FA儿童的肠道微生物组进行了更详细的研究，但主要是在年龄较大的儿童中，并且大多在单个时间点取样。此外，大多数研究包括不同类型的IgE介导FA。只有少数研究关注特定类型的IgE介导的FA，如鸡蛋、牛奶或花生过敏，很少包括树坚果过敏。
由于肠道、皮肤和免疫系统密切相关，微生物组对免疫系统具有至关重要的影响，从而对过敏的发展产生影响，因此对IgE介导的FA幼儿的肠道和皮肤微生物组进行表征非常重要。不同类型IgE介导的FA表现出不同的临床病程；因此，有必要描述它们的微生物组差异。此外，由于微生物组在生命的最初几年仍在发育，因此跟踪微生物组随时间的变化非常重要。了解微生物组对FA病程的影响对于改善预防和个性化治疗至关重要，可能是通过识别生物标志物。因此，我们的研究目的如下：首先，研究IgE介导的FA患儿肠道和皮肤微生物组随时间的变化；第二，描述IgE介导的树坚果和/或花生过敏儿童的肠道和皮肤微生物组；最后确定可以帮助预测FA病程的生物标志物。
方法：我们研究了23例患者，作为一项正在进行的前瞻性多中心队列研究的先导研究，其中包括新诊断为IgE介导的FA的< 2y儿童。在入组时和1年随访时收集样本（粪便/皮肤拭子），并对细菌16S rRNA基因（高变v1-v2区）进行测序。
根据入组时IgE介导的食物过敏（FA）类型分组的患者人口学特征和对照组
患者的特应性史、入组时的过敏特征、治疗和临床病程。
与对照组相比，ige介导的食物过敏（FA）患者皮肤微生物组的多样性和群落组成(A) α多样性小提琴图（Shannon估计）；(B)两个不同采样时间点(控制组，对照组样本；T0，入组时患者样本；T1: 1年随访患者样本；PC，主坐标；每个点代表一个样本；灰点为对照样本；黄点为入组时患者样本（t0），蓝点为随访1年患者样本（t1）；彩色的椭圆包含80%的数据)。(C)患者和对照组个体皮肤样本在门水平上的相对丰度图。前臂clr转化属丰度差异的小提琴图(D)。(E)前臂样品中葡萄球菌属在物种水平上的相对丰度图。(前臂/肘部t0 n = 23, t1 n = 21；显著性水平见图)
ige介导的食物过敏（FA）患者肠道和皮肤微生物组的多样性和群落组成(A) α多样性小提琴图（Shannon估计）；(B)不同采样时间点粪便、前臂和肘部样本群落组成（beta多样性）RDA（冗余分析）图(PC，主坐标；每个点代表不同采样时间点的一个样本：黄点代表入组时的样本(0)；蓝点为随访1年的样本（t1）；彩色的椭圆包含80%的数据)。粪便(C)、前臂(D)和肘部样本(E)在两个不同采样时间点clr转化属丰度差异的小提琴图(粪便t0 n = 22, t1 n = 20；前臂/肘部t0 n = 23, t1 n = 21；显著性水平见图)
不同类型ige介导的食物过敏（FA）患者肠道和皮肤微生物组的多样性和群落组成(A)粪便、前臂和肘部样本群落组成（β多样性）的RDA（冗余分析）图(A) α多样性的小提琴图（Shannon估计，beta检验）和(B) RDA（冗余分析）图。(PC，主坐标；彩色椭圆包含80%的数据；每个点代表一个样本：黄点代表ige介导的非树坚果/花生过敏的FA患者样本；蓝点表示对树坚果和/或花生过敏的患者样本)。
ige介导的食物过敏（FA）患者肠道和皮肤微生物组与过敏参数的关系粪便、前臂和肘部样本的属丰度与总IgE的Spearman相关性
结果：与对照组相比，患者肠道和皮肤细菌多样性显著增加，并随着时间的推移而增加（beta检验，Shannon多样性，p < 0.01）。在不同类型的IgE介导的FA中，细菌多样性相似。群落组成随时间和IgE介导的FA类型差异显著（PERMANOVA: p < 0.01）。发现了几个显著不同的属丰度。我们观察到，在过敏/致敏性（≥3）较高的患者以及对树坚果和/或花生过敏的患者中，高总IgE与高丰度的Collinsella属呈正相关。
结论：该研究显示，与非特应性儿童相比，FA儿童的细菌多样性增加。重要的是，肠道和皮肤微生物组的组成随着时间的推移和不同类型的IgE介导的FA有所不同。这些发现有助于了解FA儿童的微生物组变化，并表明Collinsella属可能作为树坚果和/或花生过敏的生物标志物，并可能作为过敏持久性的生物标志物。
Nutrients：IgE介导的食物过敏儿童肠道和皮肤微生物组随时间变化的特征研究
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