研究报告：Group B Streptococcus（GBS）与阴道微生物群的关系研究

一、研究人员及发表信息

本文的主要作者包括 Geoffrey H. Rosen、Tara M. Randis、Purnahamsi V. Desai、Katherine J. Sapra 等多位研究者，分别来自 Columbia University、New York University School of Medicine、University of Maryland School of Medicine 和 Weill Cornell Medical College 等多个著名机构。该研究发表在《The Journal of Infectious Diseases》期刊上，于 2017 年 9 月 15 日刊登。

二、研究背景

1. 科学领域与研究目的

这篇文章属于微生物学与临床传染病学领域，重点研究 GBS（Group B Streptococcus，B组链球菌）与阴道微生物群的关系。GBS 是一种β-溶血性革兰氏阳性菌，自 1960 年代以来被确认为新生儿败血症的主要致病菌。它可无症状定殖于人类消化道或阴道微生物群中。然而，这种定殖在某些条件下（例如孕产期）会导致严重的感染问题。此外，GBS 近年来还成为成人疾病的重要致病因素。

2. 研究背景知识

GBS 的母体阴道定殖被认为是新生儿感染的最重要风险因素。目前，产科临床指南要求对妊娠晚期的女性进行 GBS PCR 或培养检测，以便对定殖者施行抗生素预防。已有研究表明，GBS 定殖可能与阴道的微生物群多样性以及特定细菌（如 Lactobacillus）的检测率下降相关。然而，这些发现多基于传统培养方法，结果并不一致。本文旨在结合更先进的 16S rRNA 基因扩增测序技术，进一步研究 GBS 的定殖是否与阴道微生物群的结构、特定细菌或多样性有显著关系。

3. 研究目标

研究的主要目标是探索 GBS 定殖与阴道微生物群相关指标（包括α多样性、群落状态类型（CST），以及物种水平的细菌相关性）的关系，并确定具体的细菌类群是否能够促进或抑制 GBS 的定殖。

三、研究流程与方法

1. 样本采集与处理

本研究从 2010 年 7 月至 2012 年 6 月期间，在纽约市 18 至 55 岁女性中收集了 446 个阴道灌洗样本，最终有 432 个样本符合分析标准。研究对象为非妊娠妇女，样本来自一个多种族及多民族背景人群。这些样本进行了以下处理： - 收集后立即用灭菌生理盐水分装并运送（≤6小时），然后存储于 -80°C； - 使用 Mobio PowerSoil Kit 提取 DNA； - 对样本进行 16S rRNA 基因 V3–V4 区域的 PCR 放大和 Illumina MiSeq 测序。

2. 实验方法创新

测序分析采用 PECAN 分类工具（一种基于马尔科夫链模型的分类器）进行分类，并利用支持向量机算法将微生物群分配到五种已知 CST（Community State Type，微生物群落状态类型）之中。此外，研究使用了一种 PCR 和培养相结合的方法检测 GBS 定殖，其中对于 PCR 阈值界于 41-50 的样本，需通过 ChromAgar 再次培养确认。

3. 数据分析

• 多样性分析：α多样性（Chao1 指标）和β多样性（Bray-Curtis 距离）。
• 群落聚类：主坐标分析（PCoA）评估样本之间的群落差异。
• 细菌相关性分析：LEfSe（线性判别分析效应）工具对 GBS 状态与具体细菌类群的相关性进行统计分析，并辅以克鲁斯卡尔-沃利斯检验和 Spearman 相关性分析。

四、研究结果

1. GBS 定殖与 CST 的关系

在 428 个符合分析标准的样本中，92 个（21%）检测到 GBS 定殖，表明一种广泛的群体分布模式。研究发现： - GBS 的阴道定殖与 CST 类型（I 到 V）之间无显著相关性； - 然而，CST IV 中的亚群 IV-A 显示更高的 GBS 定殖率（40%），而 IV-B 显著较低（17%）。

2. 多样性与群落结构

首先，在 α多样性分析中，研究发现 GBS+ 和 GBS– 样本在 Chao1 指标上没有显著差异，表明阴道微生物总体多样性与 GBS 状态无关。其次，在 β多样性主坐标分析中，虽然 GBS+ 和 GBS– 样本之间的群体差异具有统计学显著性（adonis p<0.005），但解释总变异的比例较低（R²=0.009）。

3. 具体细菌类群的相关性

研究共检测到 18 种与 GBS 状态显著相关的细菌类群： - 与 GBS 阳性显著相关的类群：如 Streptococcus（包括 GBS 自身）、Prevotella bivia、Veillonella spp. 等。 - 与 GBS 阴性显著相关的类群：如 BVAB1（Bacterial Vaginosis Associated Bacterium 1）、BVAB2、Megasphaera type 1 等。

其中，Prevotella bivia 的阳性相关性可能提示其在 GBS 增殖中扮演了协同作用。而 BVAB1、BVAB2 与细菌性阴道病（BV）高度相关，但在本研究中与 GBS 呈负相关，进一步表明 GBS 和阴道微生物的关联可能不仅限于 BV 状态，而取决于具体物种的存在与否。

4. CST 亚类别的探索性分析

在 CST IV 的亚分类中，IV-A 亚群显示出群落特征以 Streptococcus 和 Prevotella 为主，可能与 GBS 定殖风险增加相关。

五、研究结论

本文使用高通量测序和复杂统计手段，全面探讨了 GBS 与阴道微生物群的关系。研究指出： - GBS 定殖不受阴道群落多样性或整体 CST 影响； - 具体的细菌类群可能促进或抑制 GBS 的定殖，如 Streptococcus、Prevotella bivia 对其促进作用，BVAB1 对其抑制作用显著； - 进一步研究应集中于这些目标菌群之间潜在的互作机制，以及微生物-宿主-病原体的复杂关联。

六、研究亮点

• 首次结合 16S 扩增技术详细探讨 GBS 与阴道微生物之间的微观关系；
• 提出具体细菌类群（如 BVAB1 和 Prevotella bivia）在 GBS 定殖中的可能作用；
• 利用较高级的分类算法与统计分析方法，增强了研究的准确性与可靠性。

七、研究意义与应用价值

本研究为了解 GBS 的定殖机制及其临床预防提供了新视角。通过对特定菌群的进一步研究，可开发针对 GBS 定殖预防或干预的新方法（例如益生元治疗）。这些结果对新生儿败血症的风险评估和临床干预具有重要价值，同时也为阴道微生物生态学的研究提供了丰富资源。