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目的:探讨生后早期β-内酰胺类抗生素暴露对肠道菌群及其代谢物的影响。方法:选择胎龄为340/7～366/7的晚期早产儿为研究对象,根据是否使用抗生素分为两组,生后有β-内酰胺类抗生素暴露(≤7天)的婴儿为抗生素组(Antibiotic-treatment group,AT组),生后无抗生素暴露的为对照组(Antibiotic-free group,AF组)。分别收集出生后3天、7天、14天的粪便标本,采用高通量测序技术对细菌16S rRNA可变区中的V4区进行测序,分析肠道菌群多样性及组成结构,并应用代谢组学技术对肠道代谢产物进行分析。结果:1.Shannon多样性指数:两组相比,AF组Shannon多样性指数总体相对平稳;AT组的Shannon多样性指数于3天～7天时降低,7天～14天升高,在7天时的Shannon指数显著低于对照组(P<0.05)。自身比较时,AT组14天时点相比7天时Shannon指数显著升高(P<0.05)。2.菌群组成分析结果显示:在门水平上,两组早产儿均以变形菌门、厚壁菌门、放线菌门、拟杆菌门为优势菌门。随生后日龄的增加,AF组变形菌门所占比例逐渐降低;厚壁菌门、放线菌门逐渐升高;拟杆菌门呈先上升后下降;AT组中变形菌门所占比例在3天至7天时明显下降,至14天时有所提升,总体上呈降低趋势。与变形菌门相反,厚壁菌门在3天至7天时明显上升,至14天时则有所下降,总体上呈下降趋势。将两组早产儿自身各时点菌门相对丰度进行比较,仅AF组中第3天与第7天时存在差异,表现为浮霉菌门、厚壁菌门、变形菌门丰度变化差异有统计学意义(P<0.05)表现为浮霉菌门和变形菌门相对丰度降低,厚壁菌门升高。在属水平上,两组早产儿各时点均以肠杆菌属为优势菌属,但抗生素组7d时肠球菌属(45.08%)丰度较高。两组相比,3天时存在差异的菌属为乳球菌属和拟杆菌属(P<0.05),7天时存在差异的菌属为Reyranella属(P<0.05),14天时存在差异的菌属为德沃斯氏菌属、GP6属以及短波单胞菌属(P<0.05)。此外,梭杆菌属仅在AF组中检出,苏特拉属仅在抗生素组中检出。从总体趋势上来看,随生后日龄的增加,AF组未分类肠杆菌属相对丰度逐渐降低,AT组与之相反。双歧杆菌属相对丰度在AF组中增长较快,AT组较慢。3.代谢组学分析结果:第3天两组间存在显著差异的代谢物主要包括L-赖氨酸、L-酪氨酸、L-丝氨酸、L-苏氨酸、丙酸、胆酸、牛磺酸等(P均<0.05)。第7天时两组间存在显著差异的代谢物主要包括胆碱、酪胺、L-脯氨酸、L-异亮氨酸、L-赖氨酸、L-蛋氨酸、牛磺胆酸、牛磺酸脱氧胆酸、牛磺-b-霉素酸、3a,7b,12a-Trihydroxyoxocholanyl-Glycine(次级胆汁酸)、赤藓糖等(P均<0.05)。第14天时两组间存在显著差异的代谢物主要包括L-组氨酸、L-乙酰肉碱、次黄嘌呤、单磷酸腺苷、丙二酸、蜜二糖、棕榈酸、海藻糖、L-酪氨酸、N-乙酰神经氨酸等(P均<0.05);差异代谢通路富集分析显示共有29条代谢通路存在显著差异(P均<0.05),3天时差异代谢物所富集到的代谢通路主要包括丙酸代谢、花生四烯酸代谢、氨酰基-tRNA生物合成、氨基酸的生物合成、苯丙氨酸代谢、单环内酰胺生物合成、ABC转运器等;7天时差异代谢物所富集到的代谢通路主要包括甘氨酸,丝氨酸和苏氨酸代谢、单环内酰胺生物合成、泛酸和CoA生物合成、氨基酸的生物合成、抗生素的生物合成、氨酰基-tRNA生物合成、ABC转运器、新生霉素生物合成、碳青霉烯生物合成、氰氨基酸代谢、乙醛酸和二羧酸代谢等;14天时差异代谢物所富集到的代谢通路主要包括C5-支链二元酸代谢、组氨酸代谢、ABC转运器、嘌呤代谢等。菌群与代谢产物的关联分析结果如下,第3天时阳离子对应代谢物与菌群关联的分析显示,一些重要的氨基酸如苯丙氨酸、丝氨酸、丙氨酸和多数菌群都表现出正相关性,仅少数菌属如拟杆菌属、副杆状菌属、梭状芽孢杆菌属等表现出负相关性,阳离子对应代谢物与菌群关联的分析显示赤藓糖与大多数菌属呈正相关性;拟杆菌属和副杆状菌属都与丙酸呈明显的正相关;第7天阳离子对应代谢物与菌群的关联分析显示,链球菌属与梭状芽胞杆菌属的关联代谢物较为一致,表现出与一些重要的氨基酸如丝氨酸、谷氨酸等呈正相关性,而与胆碱表现出负相关性;第7天阴离子对应代谢物与菌群的关联分析显示,链球菌属与梭状芽胞杆菌属与牛磺脱氧胆酸呈负相关。第14天阳离子对应代谢物与菌群的关联分析显示,梭状芽胞杆菌仍与多数代谢物表现出较强的关联性;第14天阴离子对应代谢物与菌群的关联分析显示,一些糖类物质如蜜二糖与大多数菌群呈正相关,而与肠球菌属呈负相关性。结论:1.β-内酰胺类抗生素的应用能够对早产儿肠道菌群定植及其代谢物造成显著影响。短期内可使肠道菌群的多样性减低,改变肠道菌群结构组成,导致肠道中一些有益菌的减少以及机会致病菌如肠球菌属的过度生长;2.抗生素的应用还能显著影响氨基酸、胆汁酸、糖类、胆碱等物质的代谢以及一些重要的代谢通路,且可能与肠道中一些有益菌如拟杆菌属的减少有关。