摘要
目的 评估出生方式和围产期抗生素暴露如何独立和共同影响婴儿肠道微生物群的组成、多样性和早期健康结局。
设计 按照2020年系统综述和荟萃分析优先报告项目(PRISMA)进行的系统性综述和荟萃分析，并在PROSPERO上前瞻性注册(CRD42024536785)。
数据来源 从建库至2024年10月的MEDLINE、Embase、Web of Science和Cochrane CENTRAL数据库。
入选标准 比较阴道分娩与剖宫产和/或围产期抗生素暴露的健康足月婴儿的随机对照试验、队列或病例-对照研究，要求在产后12个月内通过测序分析微生物群。
结果 共纳入11项研究(n=5309名婴儿)，包括欧洲、北美、非洲和亚洲的10项前瞻性队列研究和1项随机对照试验。对6项研究的综合分析显示，阴道分娩和剖宫产婴儿之间的细菌丰度没有统计学上的显著差异(平均差异3.44%，95%置信区间-2.00至8.89；I² = 99%；证据确定性非常低)。在抗生素暴露的婴儿中，平均差异为-0.31%(95%置信区间-3.52至2.89)，而在未暴露于抗生素的婴儿中，观察到阴道分娩后细菌丰度有探索性趋势性升高。叙述性综合表明，剖宫产或围产期抗生素暴露后，微生物多样性一致减少，拟杆菌属(Bacteroides)和双歧杆菌属(Bifidobacterium)减少。总体而言，剖宫产和围产期抗生素暴露与肠道微生物群组成和多样性的差异相关。纯母乳喂养被确定为一种修饰因素，与部分恢复微生物平衡相关。
结论 这是首个在同一分析中整合分娩方式和围产期抗生素暴露的综述，表明这些暴露与早期微生物组装之间存在一致的方向性关联模式，而纯母乳喂养可减轻一些潜在的负面影响。由于估计不精确和观察性数据的固有限制，合并差异无统计学意义，总体证据确定性非常低。长期临床后果尚不确定，凸显了进一步研究的必要性。
PROSPERO注册号 CRD42024536785。
已知内容
该主题已有研究
- 婴儿期肠道微生物群的发展对免疫和代谢健康至关重要，剖宫产和抗生素暴露与微生物群组成改变相关。
- 既往研究表明微生物多样性减少以及有益菌群如拟杆菌属和双歧杆菌属减少，但未同时评估这些因素或考虑母乳喂养的作用。
本研究新增内容
- 本系统性综述和荟萃分析综合了涉及5309名婴儿的11项研究的证据，揭示了剖宫产和抗生素暴露导致微生物多样性和有益菌群一致减少的现象。
- 纯母乳喂养被确定为一种保护因素，有助于微生物恢复，突显其对婴儿健康的重要性。
本研究对研究、实践或政策的潜在影响
- 研究结果提倡在围产期护理中促进纯母乳喂养和谨慎使用抗生素，强调将微生物组考虑因素整合到临床指南中的必要性。
- 由于当前证据确定性非常低，进一步研究对于探索改变肠道微生物群的长期健康影响至关重要。
引言
人类肠道微生物群在营养代谢、免疫发育和抵抗感染方面发挥着至关重要的作用。定植始于出生，并在生命第一年内迅速演变，受分娩方式、母体微生物群、围产期抗生素暴露和喂养实践的影响。生命早期是微生物和免疫编程的关键窗口期，影响日后过敏、代谢和炎症性疾病的风险。
通过剖宫产(CD)出生绕过了对母体阴道和肠道微生物群的暴露，产生以皮肤和环境菌群如葡萄球菌属(Staphylococcus)、梭菌属(Clostridium)、肠球菌属(Enterococcus)和克雷伯菌属(Klebsiella)为主的改变的微生物谱。这些谱显示拟杆菌属(Bacteroides)和双歧杆菌属(Bifidobacterium)丰度降低，这些菌群对免疫成熟和肠道屏障完整性至关重要。剖宫产率如今在许多国家已超过30%，预计到2030年全球将接近29%，这引发了对微生物传播和婴儿健康轨迹的种群层面影响的担忧。
围产期抗生素暴露，最常见的是为B族链球菌进行的产时抗生素预防(IAP)，可能进一步扰乱早期微生物组装。抗生素可能抑制母体储存库并延迟专性厌氧菌的定植，降低多样性并有利于机会性或耐药物种。这些干扰可能持续数月，特别是对于未纯母乳喂养3-6个月的婴儿。尽管这些干预措施在临床上仍是必要的，但其普遍性意味着大多数婴儿在出生时或出生前后至少经历一种潜在的干扰。
最近的两项系统性综述说明了这一领域的持续兴趣和复杂性。一项综述了17项仅关注抗生素暴露的研究，而另一项分析了12项仅探讨分娩方式的研究。两项综述都确认了微生物多样性减少以及拟杆菌属和双歧杆菌属的减少，但每项都单独检查了单一暴露。相比之下，本综述同时评估了出生方式和围产期抗生素，能够评估它们的独立和联合效应以及母乳喂养作为修饰因素的作用。本分析包括11项研究(n=5309名婴儿)。
早期微生物群紊乱与哮喘、肥胖、过敏、炎症性肠病和代谢障碍相关。早期多样性减少和拟杆菌属及双歧杆菌属定植延迟可能改变与这些疾病相关的免疫耐受、黏膜完整性和宿主-微生物信号通路。然而，因果关系尚不确定，婴儿期后的证据稀少。
一些纵向队列报告显示，按分娩方式划分的微生物差异在6-12个月后缩小，而其他研究显示在幼儿期仍持续存在差异。恢复程度取决于母乳喂养持续时间、排他性和环境暴露以及母体饮食。了解这些相互作用对于指导围产期护理和开发保护微生物多样性的干预措施至关重要。
世界卫生组织和英国国家健康与护理卓越研究所均倡导至少6个月的纯母乳喂养以及在围产期谨慎使用抗生素。将微生物组意识整合到这些框架中可以增强围产期决策并支持抗菌药物管理。
本系统性综述和荟萃分析汇总了关于出生方式和围产期抗生素暴露如何独立和共同影响生命第一年内婴儿肠道微生物群组成和多样性的证据。它还检查了母乳喂养作为潜在保护因素的作用，并总结了关于早期健康结局的可用数据。通过在同一分析中统一这些暴露，该综述提供了当前证据的最新全面概述，并确定了未来纵向和机制研究的优先事项。
方法
研究设计和注册
本系统性综述和荟萃分析遵循2020年系统综述和荟萃分析优先报告项目(PRISMA)指南，并在PROSPERO上前瞻性注册(CRD42024536785)。由于仅分析已发表的匿名数据，因此不需要伦理批准。两名家长和公众代表在方案阶段做出了贡献，以确保临床相关性和结果的可及性解释。
入选标准
符合条件的研究包括随机对照试验、队列和病例-对照设计，涉及健康足月婴儿(≥37周妊娠)，比较阴道和剖宫产和/或检查围产期抗生素暴露(分娩前2周内母体使用或分娩期间或婴儿在出生后6周内暴露)。结果必须包括在生命第一年内通过分子测序(例如，16S rRNA、宏基因组学)评估的肠道微生物群组成、相对丰度或多样性指数。仅关注早产人群、益生菌或微生物播种干预或仅培养方法的研究被排除。非英文论文和没有原始数据的会议摘要也被排除。
结局指标
主要结局包括微生物组成和多样性(α和β多样性指数、丰富度、Shannon和Simpson指标)，以及主要菌群的相对丰度，特别是拟杆菌属、双歧杆菌属、梭菌属和肠球菌属，按分娩方式和抗生素暴露分层。母乳喂养被视为影响这些主要结局的修饰因素。附加结局包括报告的婴儿临床结局，如感染、过敏、坏死性小肠结肠炎和生命第一年内的生长。
信息来源和检索策略
从建库至2024年10月，搜索了四个数据库：MEDLINE(Ovid)、Embase、Web of Science和Cochrane CENTRAL。检索字符串结合了控制词汇和自由文本术语，涉及分娩方式、抗生素暴露、微生物群和婴儿期："剖宫产"或"剖宫产"或"阴道分娩"或"分娩方式"与"抗生素"或"抗菌预防"或"产时抗生素"或"围手术期抗生素"与"微生物群"或"微生物组"或"肠道菌群"与"婴儿"或"新生儿"或"新生儿"。
未应用日期限制。手工检索了纳入论文和相关综述的参考文献列表，以确保完整性。
研究选择
标题、摘要和全文由两名评审员独立筛选，分歧通过讨论或咨询第三名评审员解决。纳入决定记录在PRISMA流程图中，并按照PRISMA透明度标准记录排除原因。
数据提取
数据直接从论文中由两名评审员使用预测试模板独立提取，该模板捕获了研究设计、国家、样本量、采样时婴儿年龄、暴露定义、测序平台、母乳喂养变量和关键定量结果。提取的数据由高级评审员交叉检查准确性。任何不确定性都在由新生儿科医生、微生物学家和流行病学家组成的多学科团队内讨论，以保持方法学严谨性。α多样性结果按纳入研究中报告的提取。未重新分析原始测序数据。平均丰度值以平均相对丰度(%)报告，定义为分配给每个研究特定处理的肠道微生物群数据集中命名分类单元的分类测序读数比例。这些值从已发表的文章或补充材料中提取，经过每个研究特定的预处理和分类分类流程，即未使用公共流程重新处理原始读数。由于测序区域、生物信息学方法、分类分辨率和采样年龄在研究间各不相同，这些值应解释为特定研究的估计值。
偏倚风险评估
随机试验使用Cochrane偏倚风险2.0工具(RoB 2)进行评估；观察性研究使用非随机研究中暴露偏倚风险(ROBINS-E)工具进行评估。领域包括混杂、参与者选择、暴露测量、缺失数据和结局评估。分配了低风险、一些关注或高风险的判断。
证据确定性
使用GRADE(推荐评估、发展和评价分级)方法对每个主要结局的证据确定性进行评级。考虑了研究设计限制、不一致、间接性、不精确性和发表偏倚。证据被分级为高、中、低或非常低的确定性。
统计分析
在数据允许的情况下，使用Review Manager(RevMan V. 5.4, Cochrane Collaboration)进行定量综合。仅当至少三项研究报告了使用可比指标和可比采样窗口的相同结局时，才进行定量汇总；否则，按照"无荟萃分析的综合"(SWiM)指南进行叙述性综合。从报告它们的每项研究中提取α多样性指数(例如，Shannon, Simpson, 观测OTUs/ASVs)。由于研究间指数类型异质性和分散报告不完整，未对多样性进行正式荟萃分析，因此多样性发现以叙述方式综合。
使用随机效应模型计算连续结局的均值差异及其95%置信区间，使用DerSimonian-Laird方法估计研究间方差(τ²)，该方法在RevMan 5.4中默认实施。效应大小是从报告的均值、标准差和样本量得出的。当研究报告中位数和四分位距时，使用Wan等人方法近似均值和标准差；当仅报告标准误或95%置信区间时，反向计算标准差(SD=SE × √n，或使用已知95%置信区间宽度)。无法提取方差的研究仅限于叙述性综合。使用I²统计量评估异质性，其中25%、50%和75%分别代表低、中和高异质性。I²统计量用于量化源自研究间异质性而非研究内抽样误差的效应估计总变异性中的比例。
亚组分析探讨了产时抗生素暴露(是/否)和母乳喂养排他性(纯母乳、部分母乳和配方奶喂养)。由于合并精度计划由预先指定的搜索确定的已识别研究决定，而非目标样本量，因此未进行先验功效计算。分娩方式和围产期抗生素的联合暴露预先指定通过2×2分析四种暴露组合(剖宫产vs阴道分娩与抗生素暴露vs未暴露)进行检查。由于纳入研究未报告所有四种暴露单元格的相对丰度结局，且无研究提供足够详细的个体参与者数据，因此无法进行正式交互或比值比分析。尽管在同一分析框架中考虑了分娩方式和围产期抗生素暴露，但可用数据不允许对联合暴露类别进行正式交互建模。因此，分析反映了基于亚组和描述性关联，而非真正的联合或交互效应。因此，联合效应通过两种方式处理：(i)将抗生素暴露视为随机效应荟萃分析中分娩方式效应的亚组修饰符；(ii)对每项纳入研究进行叙述性综合，描述存在哪四种暴露组合，以及观察到的效应方向。
叙述性综合
当由于异质性而不适合进行定量汇总时，按照系统综述中叙述性综合的既定指南总结发现。效果的方向和幅度被制表以捕获临床有意义的趋势。
质量保证和可重复性
搜索、筛选、提取和分析的所有阶段均以双人进行，并记录在电子决策日志中，以确保可重复性和透明度。该方法符合或超过最低PRISMA标准，通过独立验证、明确的交叉验证和在定义结局方面的家长参与。
结果
研究识别和选择
数据库搜索确定了1217条记录。去除重复项并对标题和摘要进行筛选后，审查了41篇全文文章的资格。11项研究符合纳入标准。它们共同包括来自欧洲、北美、亚洲、非洲和南美洲的5309名婴儿。这些包括10项前瞻性队列研究和1项随机对照试验。全文阶段排除的原因包括早产人群、非比较设计、益生菌或微生物播种干预或仅基于培养的分析。
纳入研究特征
所有纳入研究(表1)检查了分娩方式和/或围产期抗生素暴露与生命第一年内婴儿肠道微生物群之间的关联。样本量从10到2412名参与者不等。大多数研究使用在出生后6个月内收集的粪便样本的16S rRNA基因测序，有些延长到12个月。七项研究评估了产时或新生儿抗生素暴露，最常见的是B族链球菌预防。五项研究记录了喂养类型或母乳喂养排他性。在研究中，23-33%的婴儿通过剖宫产分娩，35-60%暴露于母体或婴儿抗生素。
一致的趋势在地理环境中被观察到，尽管方法学有所变化。剖宫产与拟杆菌属和双歧杆菌属丰度降低以及梭菌属、肠球菌属和葡萄球菌属等兼性厌氧菌的患病率增加相关。早期抗生素暴露产生类似的组成变化，这种模式与早期肠道微生物群共享的组成效应一致。
定量综合
关于细菌丰度这一结局，六项研究提供了荟萃分析所需的足够定量数据。汇集的随机效应分析显示，阴道分娩和剖宫产婴儿之间的细菌丰度没有统计学上的显著差异(平均差异3.44%，95%置信区间-2.00至8.89；I² = 99%)。在抗生素暴露的婴儿中，汇集的平均差异为-0.31%(95%置信区间-3.52至2.89)，表明分娩方式之间没有有意义的差异。在未暴露于抗生素的婴儿中，观察到阴道分娩后细菌丰度有趋势性升高(平均差异11.89%，95%置信区间-4.34至28.13；I² = 100%)。此亚组估计应仅解释为探索性的，因为它基于三项研究。在此背景下，非常高的I²可能反映了小的研究内标准误与适度的研究间差异的结合，而非临床意义上的异质性，因此不应将汇集估计解释为可靠的效应大小。在分析中，由于测序平台、生物信息学流程和采样时间点的异质性，应谨慎解释汇集估计。尽管汇集效应均未达到统计学显著性，但效应方向在队列中基本一致。由于研究设计限制、异质性和宽置信区间，所有比较的证据确定性被评为非常低。
分类和多样性模式
对11项研究的叙述性综合揭示了一致的模式：剖宫产或围产期抗生素暴露的婴儿微生物多样性减少，拟杆菌属和双歧杆菌属相对丰度降低。阴道分娩的婴儿表现出更高的α多样性，并更早被专性厌氧菌定植。剖宫产婴儿表现出定植延迟，以及皮肤和环境相关菌群包括葡萄球菌属、棒状杆菌属(Corynebacterium)和肠杆菌属(Enterobacter)的丰度增加。
几项研究量化了这些差异。Azad等人和Imoto等人报告了在1个月和3个月时抗生素暴露婴儿的双歧杆菌属丰度显著较低(p<0.05)。Hussey等人发现接受肠外抗生素的新生儿中双歧杆菌属检测和多样性降低。Dierickx等人证明在脐带结扎前给予预防性抗生素在1个月时减少了拟杆菌属的定植。功能分析报告了抗生素暴露或剖宫产婴儿的短链脂肪酸产生减少和代谢途径成熟延迟。
母乳喂养的影响
七项研究评估了母乳喂养实践，其中五项在约6周时同时收集数据。在不同时间点(包括3个月和12个月)收集了额外数据，允许观察喂养实践如何随时间变化。这种变化很重要，因为它表明6个月后的喂养实践可能影响肠道微生物群组成。尽管纯母乳喂养与更高水平的有益细菌(特别是双歧杆菌属)相关，但其对微生物恢复的影响程度在各研究中有所不同。一些证据表明，纯母乳喂养的剖宫产婴儿随时间显示出类似于阴道分娩婴儿的微生物谱趋势，突显了母乳喂养影响肠道微生物群发育的潜力。
纯母乳喂养始终支持微生物恢复，增加双歧杆菌属丰度并恢复多样性。Hill等人报告称，纯母乳喂养的剖宫产婴儿在8周时表现出部分向阴道分娩谱的微生物趋同，并在24周时接近完全趋同。相比之下，配方奶喂养的婴儿表现出持续较低的多样性和较高比例的兼性厌氧菌如肠杆菌科(Enterobacteriaceae)。在研究中，母乳喂养的婴儿表现出约40%的平均双歧杆菌属水平，而配方奶喂养的婴儿为15-20%。超过12周的延长纯母乳喂养是微生物恢复的最强预测因素。
婴儿临床结局
只有一项研究随访了超过生命第一年的参与者。在3岁时，分娩组之间未报告感染、过敏或生长结局的显著差异。没有研究提供关于坏死性小肠结肠炎、住院、呼吸道疾病或神经发育结局的数据。缺乏纵向结局数据突显了将早期微生物群紊乱与后期儿童和长期健康联系起来的持续证据差距。
偏倚风险和确定性评估
使用ROBINS-E和RoB 2进行的偏倚风险评估表明，大多数观察性研究的暴露分类和结局测量风险低，但混杂风险中等。随机试验在所有领域均被评估为低风险。抗生素暴露定义、采样时间和喂养数据质量的差异引入了不一致性。
使用GRADE框架评估的证据确定性，由于观察性设计、异质性和不精确性，所有汇集结局被评为非常低到低。然而，研究间效应方向的一致性与剖宫产、围产期抗生素暴露和早期微生物多样性及双歧杆菌属丰度减少之间的关联一致。
关键发现总结
*剖宫产和抗生素暴露后显示一致的方向性效应，表明微生物减少，但细菌丰度的合并差异无统计学显著性。
*剖宫产婴儿和围产期抗生素暴露婴儿的α多样性普遍较低。
*拟杆菌属和双歧杆菌属减少，梭菌属、肠球菌属和葡萄球菌属相对富集。
*纯母乳喂养与部分微生物恢复和多样性恢复相关。
*由于异质性，证据确定性非常低，但在各大洲和研究设计中一致。
讨论
本系统性综述和荟萃分析汇总了关于分娩方式和围产期抗生素暴露如何与早期肠道微生物群发育相关的当前证据，特别强调结果模式的解释和总体含义。在涉及5000多名婴儿的11项研究中，两种暴露均与微生物多样性减少和拟杆菌属和双歧杆菌属等关键厌氧菌减少一致相关。尽管汇集的定量结果未达到统计学显著性，但效应方向一致，表明早期微生物定植存在生物学上合理的改变。
主要发现
我们的发现与一种模式一致，即剖宫产和抗生素暴露均与早期肠道微生物群的组成和多样性差异相关，尽管汇集差异未达到统计学显著性，且证据总体确定性非常低。阴道分娩的婴儿通常表现出拟杆菌属和双歧杆菌属的更快速定植，而剖宫产婴儿则表现出专性厌氧菌包括肠球菌属、梭菌属和葡萄球菌属的定植延迟和丰度增加。这些分类差异反映了先前关于手术分娩或抗生素暴露后微生物成熟延迟的报告。
本综述通过同时检查两种暴露并确定母乳喂养作为支持微生物恢复的关键修饰因素，扩展了现有文献。纯母乳喂养支持微生物恢复，与母乳低聚糖选择性促进双歧杆菌属生长的机制一致。相反，配方奶喂养的婴儿表现出持续较低的多样性和双歧杆菌属丰度减少。然而，母乳喂养并非对所有父母来说都是容易的解决方案；现代压力，如工作场所挑战和社会压力，增加了母乳喂养的障碍。助产士、健康访视员和更广泛社会的支持对于提供母亲可能需要的支持至关重要，包括必要的工作场所调整，如弹性工作时间和指定的母乳喂养区域。综合来看，这些模式表明婴儿喂养实践可能影响早期干扰后微生物恢复的程度和时机。
与其他综述的比较
两项先前的系统性综述分别解决了每种暴露：一项关于抗生素暴露，另一项关于分娩方式。两者都确认了早期定植的紊乱，但均未分析暴露之间的相互作用。相比之下，本综述将分娩方式和围产期抗生素暴露整合到单一分析框架中，同时考虑母乳喂养作为修饰因素。纳入两项额外的合格研究以及排除标准的透明澄清加强了证据基础的全面性和可重复性。
临床和公共卫生意义
理解剖宫产和抗生素对微生物群组成的综合影响在现代产科实践中越来越相关，因为这两种干预措施都很常见。剖宫产率超过30%和高水平的产时抗生素预防意味着大多数婴儿在出生时或出生前后至少经历一种微生物干扰。鉴于证据确定性非常低，这些发现需要进一步研究以确认剖宫产或产时抗生素暴露对婴儿肠道微生物多样性和健康的(如有)影响。临床医生应牢记，尽管这些干预措施通常在临床上是必要的，但它们可能对微生物发育产生意想不到的影响。
将早期微生物干扰与后期疾病联系起来的证据在很大程度上是关联性的。然而，纵向研究表明早期多样性减少与哮喘、肥胖、过敏和炎症性疾病风险之间存在联系。需要继续进行长期队列随访，以澄清因果途径并确定干预窗口。
鉴于证据确定性非常低，这些发现不应用于改变剖宫产或产时抗生素预防的临床指征。相反，它们支持现有指南，强调谨慎使用抗生素和促进纯母乳喂养，这可能提供一种低风险策略来支持早期微生物恢复，而不损害母婴安全。
优势和局限性
本综述有几项优势。它是按照PRISMA 2020指南进行的，在PROSPERO上前瞻性注册，并应用双重筛选、提取和偏倚评估以最小化错误。纳入标准经过仔细定义和证明，确保可重复性。更新的搜索，包括手动参考检查，确定了截至2024年10月发表的所有相关研究，证实数据集完整且最新。
局限性包括研究间测序方法、暴露定义和采样时间的异质性，包括反映随时间方法学演变的不同测序平台和生物信息学流程，这阻碍了更广泛的荟萃分析。大多数纳入研究是观察性的，限制了因果推断，并留下残余混杂的可能。喂养变量和抗生素时间的报告不一致。
纳入研究的样本量从10到2412名婴儿不等。尽管随机效应荟萃分析中的逆方差加权限制了非常小研究的影响，但这种不平衡导致汇集估计不精确，因此应谨慎解释。α多样性指数在报告时被提取，但由于异质性指数和分散报告不完整，无法进行定量汇总，因此多样性发现以叙述方式呈现。相对丰度的差异描述了组成和多样性模式，而非确定受损的母-婴微生物传播，这需要纳入研究中不可用的菌株水平追踪或功能分析。
结论与未来研究
剖宫产和围产期抗生素暴露在生命第一年内均显示出与婴儿肠道微生物群多样性减少以及拟杆菌属和双歧杆菌属相对丰度降低的一致方向性关联，尽管汇集估计无统计学显著性，且证据确定性非常低。纯母乳喂养似乎促进部分微生物恢复。尽管证据质量仍然较低，但发现的生物学合理性和一致性支持在围产期护理中考虑微生物组意识实践。
未来研究应整合纵向微生物组、代谢组和临床数据，以确定早期干扰如何转化为后期健康结局。测序和报告方法的标准化，以及对抗生素方案和喂养实践的详细记录，将增强研究间的可比性，增强证据综合和相关临床意义。旨在恢复或保护微生物多样性的干预措施，如母体或新生儿益生菌策略，值得在伦理批准的框架内谨慎但系统地评估。
【全文结束】