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抗生素的发现和临床使用可以有效控制细菌感染,在预防和治疗婴幼儿疾病方面发挥重要作用。然而抗生素的使用对正常的肠道菌群也会产生一定影响,造成肠道微生态紊乱,诱发肠道疾病如抗生素相关性腹泻、炎性肠病、肠易激综合征等,甚至诱发代谢、免疫及神经发育类疾病,如肥胖、Ⅱ型糖尿病、过敏、哮喘、自闭症和焦虑症等。生命早期抗生素的使用对肠道菌群和机体正常生长发育有长期的影响,因此研究抗生素对婴儿肠道菌群组成、多样性及功能的影响是十分必要的,为临床抗生素的合理使用和肠道菌群功能恢复提供科学依据。本研究以健康婴儿和服用过阿莫西林的婴儿肠道菌群为研究对象,结合培养组学和单分子实时测序技术,对肠道中的可培养微生物进行分离鉴定,分析了婴儿肠道中可培养微生物的多样性及组成;采用宏基因组测序技术分析婴儿粪便样本,全面揭示抗生素导致的婴儿肠道菌群多样性及各分类学水平上的组成差异,确定抗生素对菌群功能的影响和作用途径,同时分析抗生素导致的菌群耐药性基因差异。通过以上研究,获得的结果如下:(1)基于培养组学和单分子实时测序技术,分析了婴儿肠道中可培养微生物的种类和分布,及抗生素对其多样性的影响。采用培养组学对健康婴儿和服用过阿莫西林的婴儿肠道菌群进行分离,共得到6234个菌落,经16S r DNA和单分子实时测序技术鉴定,所有菌落可分为3个门、16个属和45个种,其中肠球菌属(Enterococcus;49.70%)和粪肠球菌(E.faecalis;32.91%)为肠道可培养微生物的优势菌属和菌种。通过Alpha和Beta多样性分析,得出抗生素组和健康组婴儿肠道可培养微生物组成存在组间差异,且抗生素组Chao1指数、Observed species和Faith’s PD指数显著低于健康组(p(27)0.05);(2)明确了抗生素对肠道可培养微生物分类学组成的影响。与健康组相比,抗生素摄入导致肠球菌属(Enterococcus)相对丰度减少6.89%,克雷伯氏菌属(Klebsiella)和肠杆菌属(Enterobacter)分别增加20.62%和6.60%;在种水平上,抗生素组婴儿肠道中粪肠球菌(E.faecalis)相对丰度减少20.88%,霍氏肠杆菌(E.hormaechei)和屎肠球菌(E.faecium)分别增加7.33%和19.18%。(3)分析了婴儿肠道菌群的组成和分布特点,研究抗生素对婴儿肠道菌群多样性和物种组成的影响。采用宏基因组测序研究肠道菌群分类学组成,得到婴儿肠道优势菌门、属、种分别为放线菌门(Actinobacteria;42.41%)、双歧杆菌属(Bifidobacterium;41.81%)和长双歧杆菌(B.longum;32.03%);Beta多样性结果显示抗生素组与健康组婴儿肠道菌群存在组间差异,Alpha多样性分析发现健康组多样性指数均高于抗生素组,且Chao1多样性指数差异显著(p(27)0.05);基于LEFSe分析肠道菌群组成差异可知,抗生素摄入使婴儿肠道的优势菌属和优势菌种转变为肠球菌属(Enterococcus;33.17%)和屎肠球菌(E.faecium;32.15%);优势物种关联分析揭示了蝶梭状芽孢杆菌(C.sphenoides)和粘滑罗斯菌(R.mucilaginosa)与肠道中其他菌株具有较强的关联性。(4)揭示了抗生素对菌群功能的影响及作用途径。基于KEGG蛋白功能预测分析,发现抗生素摄入主要影响婴儿肠道菌群的代谢。抗生素通过抑制丁酸乙酯代谢通路、激活磷酸肌醇代谢通路增强婴儿肠道菌群的碳水化合物代谢,此外抗生素还通过调节精氨酸-脯氨酸代谢通路和赖氨酸降解通路减弱氨基酸代谢;基于Egg NOG蛋白数据库,发现抗生素减弱了婴儿肠道的菌群信息存储与处理,增强了菌群能量代谢;基于CAZy数据库分析婴儿肠道菌群碳水化合物活性酶,发现抗生素减弱肠道中PLs、GHs、CEs和AAs活性,增强了GTs和CBMs活性。(5)明确了抗生素可引起肠道菌群耐药性增加。基于ARDB抗生素耐药性注释分析,发现所有耐药基因在抗生素组中的丰度高于健康组,所有的耐药基因表达为十一烯基焦磷酸磷酸酶且对杆菌肽具有耐药性,大部分耐药基因与肺炎克雷伯氏菌有关,相关率达55.56%。