肠道菌群对轮状病毒疫苗免疫效果的影响论文

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【关键词】  肠道菌群；轮状病毒疫苗；儿童；免疫效果；急性胃肠炎 【 Abstract 】  Objective: To explore influence of intestinal flora on immune effects of rotavirus vaccine. Methods: The clinical data of 560 infants and young children who received pentavalent rotavirus vaccine in our hospital from June 2018 to June 2019 were retrospectively analyzed. The number of intestinal flora and the incidence of intestinal flora imbalance in these children before vaccination were statistically analyzed. They were divided into normal group (n=458) and imbalance group (n=102) according to the dysbacteriosis conditions. The positive rate of neutralizing antibody, the immunoglobulin (IgG, IgA) levels, the rotavirus infection rate and the incidence of 3-year follow-up severe acute gastroenteritis (AGE) were compared between the two groups. Results: Among the 560 infants and young children, the incidence of dysbacteriosis was 18.21% (102/560). The numbers of Bifidobacteria and Lactobacilli in the normal group were greater than those in the imbalance group; the numbers of Staphylococcus aureus and Salmonella were lower than those in the disorder group; and the differences were statistically significant (P<0.05). There was no significant difference in the number of Escherichia coli between the two groups (P>0.05). The antibody positive rate of rotavirus G1, G2, G3, G4, and G9 antigens and the levels of IgG and IgA in the normal group were significantly higher than those in the imbalance group, and the differences were statistically significant (P<0.05). The rotavirus infection rate in the normal group was 1.31% (6/458), the incidence of severe AGE was 0.44% (2/458), which was significantly lower than the imbalance group of 15.69% (16/102) and 8.82% (9/102), and the differences were statistically significant (P<0.05). Conclusions: Intestinal flora imbalance affects the immune effects of the children vaccinated with rotavirus vaccine. The normal intestinal flora can help to improve the vaccine effectiveness and prevent the occurrence of rotavirus infection and severe AGEs.

【Key words】  Intestinal flora; Rotavirus vaccine; Children; Immune effect; Acute gastroenteritis

轮状病毒是导致婴幼儿腹泻最常见的病原体，每年导致全球约 1900 万儿童出现重度急性胃肠炎(acute gastroenteritis，  AGE)  ，而自轮状病毒疫苗推广后，5 岁以下婴幼儿因重度 AGE 急诊或住院人数下降了 40%[1] 。五价轮状病毒疫苗可预防常见的 5 种血清型(G1、G2、G3、G4、G9) 轮状病毒所致的 AGE，疫苗有效率约 75%~95%[2] 。临床一 般认为轮状病毒疫苗接种后抗体滴度达到 1 ∶ 4 以 上，能刺激机体产生免疫应答，但是抗体滴度常受到多种因素影响 [3]。研究报道，肠道菌群组成会影响轮状病毒疫苗的免疫原性，不同人群肠道菌群不同，  口服相同剂量疫苗产生的免疫应答效果不同[4]。基于此，本文探讨肠道菌群对轮状病毒疫苗免疫效果的影响。


1  资料与方法

1.1   一般资料    回顾性分析 2018 年 6 月至 2019年 6 月于本院接种五价轮状病毒疫苗的 560 名婴幼儿的临床资料。纳入标准：  健康婴幼儿；年龄 2 个 月至 3 岁；家长均知晓疫苗效应并自愿接种；全程 随访；临床资料完整。排除标准：过敏体质；研 究期间服用抗生素治疗；接种其他疫苗未达间隔时 间标准。本研究获得本院伦理委员会批准，儿童 家长签署知情同意书。根据肠道菌群是否失调将 其分为正常组( n=458)  与失调组( n=102)。正 常组：  男 253 名，  女 205 名；  年龄 7~24 个月，  平 均(14.39 ±2.41)  个 月；   体 质 量 4~13 kg，   平 均  (6.39 ± 1.21)kg。  失 调 组：   男 61 例，   女 41 例； 年龄 6~23 个月，  平均(13.64 ±2.35) 个月；  体质 量 3~14 kg，  平均(6.41 ± 1.23)kg。两组一般资料 比较，差异无统计学意义(P>0.05)，有可比性。

1.2   方法

1.2.1   肠道菌群检测   在接种疫苗前采集婴幼儿无 污染粪便标本 1 g，加液氮冷冻后研磨成细粉，采 用核酸提取试剂盒( Roche Diagnostics GmbH，国 械注进 20183400202)提取粪便标本中原核生物基 因组。采用荧光定量 PCR 技术检测肠道细菌数量。 采集 PCR 反应产物，借助基因测序仪(因美纳股 份有限公司， 国械注进20203220453)确定细菌种类。 G+ 球菌 /G- 杆菌比值正常值为(1  ∶ 10)~(1  ∶ 12)， 超出此范围为菌群失调。

1.2.2   疫苗接种方法   两组均接种进口五价轮状病 毒活疫苗 [Merck Sharp&Dohme Corp(USA)，  注册证号 S20180002，2 mL]，口服，2 mL/ 次，  每年接 种 1 剂，共接种 3 剂。疫苗接种期间严格遵医嘱饮食。

1.2.3   抗体检测方法   两组均在首次接种后 4 周 内采集末梢静脉血 0.2 mL，常规分离血清后，置 入 -20oC 冰箱内待测。采用中和试验检测 G1、G2、G3、G4、G9 型抗原的抗体，检测试剂由兰州生物 制品研究所生产。对于抗体滴度未达到 1  ∶ 4 者需 要重新接种。

1.3   观察指标    (1) 统计菌群失调发生率。(2)   比较两组疫苗接种前肠道菌群数量， 包括双歧杆菌、 乳酸杆菌、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌及沙门菌， 检测方法见 1.2.1。(3)  比较两组中和抗体阳性率。 阳性标准为抗体滴度≥ 1  ∶ 4。(4)比较两组接 种后血清免疫球蛋白 IgG、IgA 水平，采用免疫比 浊法检测。(5) 两组婴幼儿均随访 3 年，  比较接 种效果，包括轮状病毒感染率、重度 AGE 发生率。

1.4   统计学方法   采用 SPSS 20.0 统计学软件处理 数据，计量资料以(  ±s )表示，采用 u 检验，计 数资料以率(%)表示，采用 χ2 检验，以 P<0.05 为差异有统计学意义。

2  结果

2.1   菌群失调发生率   根据粪便检测结果，  560 名 婴幼儿平均 G+ 球菌 /G- 杆菌比值为 1  ∶ 10.8，菌 群失调 102 例，占 18.21%。

2.2   两组接种前肠道菌群数量比较   正常组儿童 肠道双歧杆菌、乳酸杆菌数量均大于失调组，金黄 色葡萄球菌、沙门菌数量均小于失调组，差异有统 计学意义(P<0.05)  ；  两组大肠杆菌数量比较，  差 异无统计学意义(P>0.05)。见表 1。

表 1  两组接种前肠道菌群数量比较(lg 拷贝数 /g， x(—) ±s )
组别                          双歧杆菌                乳酸杆菌                大肠杆菌                金黄色葡萄球菌                  沙门菌
正常组( n=458)  失调组( n=102) u 值 P 值	5.08±0.89 4.87±0.77 2.418 0.008	5.02±0.71 4.71±0.72 3.942 0.000	4.65±0.97 4.67±1.01 0.182 0.428	1.21±0.23 4.56±0.71 47.105 0.000	1.16±0.24 3.98±0.61 45.905 0.000

2.3   两组中和抗体阳性率比较   正常组轮状病毒 G1、G2、G3、G4、G9 型抗原的抗体阳性率均显 著高于失调组，  差异有统计学意义(P<0.05)。见 表 2。

表 2  两组中和抗体阳性率比较 [n (%)]
 

组别	G1	G2	G3	G4	G9
正常组( n=458)	447(97.60)	450(98.25 )	449(98.03)	444(96.94)	450(98.25 )
失调组( n=102)	85(83.33)	89(87.25)	90(88.24 )	87(85.29)	91(89.22 )
χ2 值	35.737	27.958	22.196	23.054	20.788
P 值	0.000	0.000	0.000	0.000	0.000

2.4   两组 IgG、IgA 水平比较   正常组 IgG、IgA 水 平均高于失调组，差异有统计学意义(P<0.05)。 见表 3。

表 3  两组 IgG、IgA 水平比较(g/L， x(—) ±s )

组别	IgG	IgA
正常组( n=458)	11.06±1.21	1.34±0.26
失调组( n=102)	8.41±1.03	1.02±0.21
u 值	22.725	13.288
P 值	0.000	0.000

2.5   两组疫苗接种效果比较   正常组轮状病毒感 染率、重度 AGE 发生率均显著低于失调组，差异 有统计学意义(P<0.05)。见表 4。

表 4  两组轮状病毒感染率和重度 AGE 发生率比较 [n (%)]
 

组别	轮状病毒感染率	重度 AGE 发生率
正常组( n=458)	6(1.31)	2(0.44)
失调组( n=102)	16(15.69)	9(8.82)
χ2 值	45.681	30.471
P 值	0.000	0.000

3  讨论

轮状病毒是导致非细菌性胃肠炎最常见的病原 体，婴幼儿为主要感染人群，也可感染大龄儿童及 成人。轮状病毒感染会导致小肠黏膜细胞水肿、充 血、变性，肠道吸收障碍，进而造成渗透性腹泻， 严重时可导致患儿死亡 [5] 。相关研究显示 [6] ，轮状 病毒疫苗的使用可有效降低婴幼儿因腹泻导致的死 亡率。目前国内接种的轮状病毒疫苗以五价疫苗为 主，对婴幼儿具有良好的保护作用，可有效降低轮 状病毒感染引起的胃肠炎住院率及死亡率 [7]。


有学者提出，肠道菌群在肠黏膜免疫系统的发 育、成熟中发挥着重要的作用，不同的细菌类型可 能对儿童免疫系统、口服疫苗的免疫原性产生重要 影响 [8] 。例如，双歧杆菌属能够直接降解食物来源 多聚糖，帮助消化，还能定植于肠上皮细胞，抵御 外来病原微生物，抑制肠道内有害细菌的生长，增 强轮状病毒疫苗接种效果 [9] 。而金黄色葡萄球菌、 沙门菌等为致病菌，其数量增加会导致肠道内菌群 稳态结构被打破，影响机体对疫苗的免疫应答 [10]。 本研究结果显示，  560 名婴幼儿中菌群失调发生率 为 18.21%，表明婴幼儿出现肠道菌群失调现象并 不少见。

本研究中，菌群正常组儿童的双歧杆菌、乳酸 杆菌数量均大于失调组，金黄色葡萄球菌、沙门氏 菌数量均小于失调组，但两组大肠杆菌数量比较， 差异无统计学意义。提示肠道菌群正常的婴幼儿肠 道内有益菌数量较多，有害菌群数量较少，大肠杆 菌未见差异可能与该细菌属于条件致病菌有关。本研究结果还显示，正常组轮状病毒 G1、G2、 G3、G4、G9 型抗原的抗体阳性率及 IgG、IgA 水平 均显著高于失调组，随访 3 年内轮状病毒感染率、 重度 AGE 发生率均显著低于失调组。分析原因为 正常情况下，肠道有益菌、有害菌处于平衡、制约 状态，能够维持肠道生物屏障功能，一旦平衡关系 被打破，不仅会导致多种疾病，而且对药物吸收、 人体免疫反应及疫苗效力均会产生很大影响 [11] 。肠 道菌群正常的情况下，有益菌可通过多种途径调节 免疫系统功能，接种轮状病毒疫苗后抗体阳性率和 血清 IgG、IgA 水平更高，能发挥更好的疾病预防 作用，降低肠道感染、重度 AGE 发生率 [12] 。此外， 因本研究样本量较小、随访时间较短，需进一步开 展深入研究予以印证。

综上所述，肠道菌群失调会影响儿童接种轮 状病毒疫苗后的免疫效果，肠道菌群正常有助于提 高疫苗有效率，预防轮状病毒感染和重度 AGE 的 发生。

参考文献

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