新生儿重症监护病房儿童体重增长模式与金属暴露及肠道菌群的关联性研究

本研究针对NICU住院儿童体重增长异常问题，通过前瞻性队列分析207名儿童的血清金属混合物（ICP-MS检测）和肠道菌群（16S rRNA测序），发现Mn、As、Cs、Cu、W等金属及RB41、Bacteroides菌属与四种生长轨迹（生长迟缓组/追赶生长组/高体重组/正常组）显著相关。研究首次揭示金属-菌群互作对儿童早期生长的动态影响，为NICU儿童健康管理提供新靶点。

　　

在当代儿童健康领域，生命早期生长轨迹异常已成为全球公共卫生挑战。尤其对于新生儿重症监护病房(NICU)收治的脆弱群体，其体重增长模式与远期肥胖、代谢综合征等疾病风险密切相关。既往研究多聚焦单一时间点的体重指标，而动态追踪儿童生长轨迹的工作仍存空白。更关键的是，环境重金属暴露与肠道菌群的复杂互作如何影响发育进程，这一科学问题亟待破解。

苏州大学医学院流行病学与卫生统计学系的研究团队在《Journal of Hazardous Materials Advances》发表的重要成果，通过前瞻性队列研究揭示了金属-菌群轴对NICU儿童体重增长轨迹的调控机制。研究团队从湖南儿童医院纳入207名NICU住院新生儿，采集出生时血清和粪便样本，采用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)检测26种金属浓度，16S rRNA基因测序解析肠道菌群组成，并运用基于组的轨迹建模(GBTM)和贝叶斯核机回归(BKMR)等先进统计方法，追踪儿童0-5岁的体重动态变化。

关键技术方法包括：1) 从459名NICU新生儿中筛选207例完成5年随访的队列；2) ICP-MS检测血清金属谱系；3) 16S rRNA测序分析新生儿肠道菌群结构；4) GBTM构建体重增长轨迹模型；5) BKMR评估金属混合物效应。

研究结果呈现四大发现：

1. 体重增长轨迹

   识别出四种特征性轨迹：生长迟缓组（持续低于WHO P3曲线）、追赶生长组（低出生体重但1岁接近P50）、高体重组（5岁接近P97）和正常组。

2. 金属暴露效应

   生长迟缓组与低Mn(OR=0.201)、低As(OR=0.272)及高Cs(OR=3.208)、高Cu(OR=3.270)、高W(OR=3.393)显著相关；追赶生长组则与低Zn(OR=0.286)、低Sb(OR=0.307)及高Cs(OR=6.149)关联。BKMR分析显示金属混合物对追赶生长组呈显著负向效应。

3. 肠道菌群特征

   虽α/β多样性无组间差异，但生长迟缓组RB41菌属丰度升高9.63倍，Bacteroides降低63%；高体重组UTCFX1菌属富集45.6倍。代谢通路分析发现14条与生长迟缓相关的差异通路。

4. 互作机制

   金属-菌群联合模型中，Cs、Cu、W与RB41协同促进生长迟缓风险，而As、Mn与Bacteroides呈保护效应，但未发现统计学显著的交互作用。

这项研究首次系统描绘了NICU儿童早期金属暴露谱与肠道菌群的发育编程作用。发现Cs、W等非必需金属的发育毒性，以及Bacteroides菌属的生长促进作用，为临床监测提供了生物标志物组合。更值得关注的是，研究突破传统单时间点分析的局限，通过5年动态追踪揭示了生长轨迹异质性的环境决定因素。尽管未发现金属-菌群的直接交互，但RB41与重金属的协同关联暗示了"环境暴露-菌群失调-代谢紊乱"的潜在通路。

该成果对NICU出院儿童的长期健康管理具有重要指导价值：建议将血金属监测纳入常规随访，针对性补充Mn、Zn等必需元素；通过益生菌干预调节Bacteroides/RB41平衡可能成为改善生长迟缓的新策略。未来研究需结合多组学技术，深入解析金属-菌群互作的分子机制，为儿童健康发育提供精准干预靶点。