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室内微生物组、大气污染物与幼儿园儿童的哮喘、鼻炎和湿疹——一项重复横断面研究

哮喘,鼻炎,湿疹,室内微生物组,大气污染物

背景  既往研究表明，室内微生物组暴露与哮喘、鼻炎和湿疹具有关联性。然而，这些研究多为单一或多个地点的横断面研究，目前还没有研究在同一地点不同时间维度中验证过室内微生物类群的健康效应。  方法  本研究在2012年和2019年分别对中国山西省太原市1,279和1,121名学龄前儿童进行了哮喘、鼻炎和湿疹症状的评估，对教室室内环境中收集的灰尘进行了高通量扩增子测序，采用单次横断面和重复横断面的多水平回归分析评估相关性。  结果  与2012年相比，2019年教室内细菌和真菌群落的观察物种数量明显增加，微生物群落的组成也发生了显著变化（p <0.001）。微生物组构成在时间维度的变化显著大于同一时间城市内部的空间维度的变化（p <0.001）。与2012年相比，年平均室外SO₂浓度下降了60.7%，而NO₂和PM₁₀浓度分别增长了63.3%和40.0%，这两者都与室内微生物组组成变化具有相关性（PERMANOVA，p <0.001）。哮喘（2.0%~3.3%，p=0.06）和鼻炎（28.0%~25.3%，p=0.13）的患病率没有显著变化，但湿疹的患病率增加（3.6%~7.0%，p<0.001）。杂色黑曲霉（Aspergillus subversicolor）、柯林斯菌（Collinsella）和痤疮杆菌属（Cutibacterium）分别与哮喘、鼻炎和湿疹呈正相关（P<0.01）。普雷沃氏菌（Prevotella）、惰性乳酸杆菌（Lactobacillus iners）和懒惰狡诈菌（Dolosigranulum）与鼻炎有保护性（负）关系（P<0.01），该研究与既往的人类呼吸道内微生物的研究有较好的一致性。在单一自变量的模型中，NO₂和PM₁₀ 浓度均与鼻炎呈负相关，但是中介分析的结果显示，该保护效应完全是由室内环境中的普雷沃氏菌所介导的间接效应。  结论  该研究通过两次长时间跨度的横断面研究，揭示了室内微生物组、周围环境因素间的相互作用以及对健康的影响，室内微生物的中介作用建议将微生物暴露与化学品暴露结合起来进行综合的室内暴露评估。该研究为环境流行病学和微生物组学的研究提供了新的见解，并阐明了室内微生物组评估在暴露组研究中的重要性。