腸道菌群、炎癥因子和幼兒身體活動(dòng)與BMI的關(guān)聯(lián)性初探

趙廣高，王 茹，全明輝，曹振波，張涵彬，張佳儀，張金銘，孫順利，何梓豪，陳佩杰*

（1.南昌大學(xué)，江西 南昌330031；2.上海體育學(xué)院，上海200438；

3.泰山醫(yī)學(xué)院，山東 泰安271016）

兒童肥胖已發(fā)展成為廣泛蔓延的全球性疾病。包括幼兒在內(nèi)的兒童青少年（2～19 歲）群體調(diào)查結(jié)果顯示，1980－2013年間發(fā)達(dá)國(guó)家男性與女性的超重肥胖率分別上升了6.9%與6.4%，發(fā)展中國(guó)家分別上升了4.8%與5.0%，至2013年我國(guó)男性的超重肥胖率（29.9%）甚至超過發(fā)達(dá)國(guó)家水平（23.8%）（Ng et al.,2014）。跟蹤研究表明，兒童時(shí)期的肥胖會(huì)顯著增加成年后肥胖的概率（Freedman et al.,2005；Singh et al.,2008），而肥胖又是引起成人高血壓、糖尿病、心血管疾病等慢性病產(chǎn)生的重要危險(xiǎn)因素（Hu et al.,2004；Reaven,2011），這就意味著未來(lái)我國(guó)成人患慢性病的風(fēng)險(xiǎn)可能會(huì)增加。研究表明，合理的身體活動(dòng)可有效減輕肥胖程度和降低肥胖發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)，而成年后的肥胖也與兒童時(shí)期建立的身體活動(dòng)習(xí)慣密切相關(guān)。因此，如何開展我國(guó)兒童身體活動(dòng)與肥胖的相關(guān)研究，是當(dāng)前我國(guó)學(xué)者面臨的重要問題。2017年以來(lái)，國(guó)內(nèi)已有涉及幼兒身體活動(dòng)與肥胖關(guān)系的研究報(bào)道（王曉飛,2018；趙廣高 等,2017）。

根據(jù)前期研究報(bào)告，肥胖的發(fā)生可能與腸道菌群失調(diào)密切相關(guān)。如2006年在《自然》（Nature）上發(fā)表的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)（Turnbaugh et al.,2006）與人體實(shí)驗(yàn)（Ley et al.,2006）研究提示，擬桿菌門降低、厚壁菌門增加或擬桿菌門/厚壁菌門降低會(huì)引發(fā)肥胖。有研究認(rèn)為，肥胖等疾病的病理特征是長(zhǎng)期慢性的炎癥反應(yīng)，而腸道菌群參與了炎癥的形成過程（Li et al.,2010）。其原因在于，腸道菌群與宿主呈現(xiàn)互利共生狀態(tài)，它們與宿主細(xì)胞之間不斷進(jìn)行信息傳遞，發(fā)揮消耗、存儲(chǔ)并重新分布能量的作用。受飲食、運(yùn)動(dòng)等因素（Denou et al.,2016；Evans et al.,2014）的影響，宿主的能量正/負(fù)平衡會(huì)導(dǎo)致腸道菌群發(fā)生適應(yīng)性改變以實(shí)現(xiàn)互利共生，并通過“內(nèi)毒素血癥”（Cani et al.,2007）調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)水平，達(dá)到增進(jìn)或減輕肥胖的作用。

身體活動(dòng)（包括運(yùn)動(dòng)）與腸道菌群的關(guān)系研究目前仍處于初級(jí)階段，但已成為學(xué)者們研究的熱點(diǎn)，目前已涉及各類研究對(duì)象：健康成人（蔣興宇 等,2017；Bressa et al.,2017）、肥胖人群（Allen et al.,2018）、兒童青少年（Bai et al.,2019）、優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員（潘鳳偉 等,2019；Clarke et al.,2014），以及健康（Allen et al.,2015；Mika et al.,2015）、肥胖（沙繼斌 等,2018；Campbell et al.,2016；Denou et al.,2016；Evans et al.,2014；Kang et al.,2014；Queipo-Ortuno et al.,2013）、高血壓（Petriz et al.,2014）、糖尿?。↙ambert et al.,2015）動(dòng)物模型。針對(duì)肥胖受試對(duì)象的研究方面，現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)成果顯示，運(yùn)動(dòng)可明顯改善腸道菌群的結(jié)構(gòu)與功能（沙繼斌 等,2018；Allen et al.,2018；Campbell et al.,2016），可有效逆轉(zhuǎn)由高脂飲食或自由飲食引起的擬桿菌門與擬桿菌門/厚壁菌門比值降低、厚壁菌門與體重增加（Denou et al.,2016；Evans et al.,2014；Queipo-Ortuno et al.,2013），提示運(yùn)動(dòng)減輕肥胖的過程可能與調(diào)節(jié)腸道菌群的作用有關(guān)。研究發(fā)現(xiàn)，兒童時(shí)期的肥胖也與腸道菌群的失調(diào)密切相關(guān)（Kalliomaki et al.,2008；Vael et al.,2011），而腸道菌群失調(diào)又可引發(fā)慢性炎癥反應(yīng)而導(dǎo)致肥胖（Cani et al.,2008）。有研究發(fā)現(xiàn)，6 周的自主轉(zhuǎn)輪運(yùn)動(dòng)可顯著提升幼年大鼠（24 天齡）擬桿菌門豐度，并顯著降低厚壁菌門豐度（Mika et al.,2015）。然而，目前鮮見基于人體生命早期——幼兒的相關(guān)實(shí)驗(yàn)報(bào)道。從腸道菌群與炎癥視角開展幼兒群體研究，不僅可豐富幼兒肥胖干預(yù)的生物學(xué)機(jī)制，還可為制定幼兒身體活動(dòng)干預(yù)方案提供理論支撐，對(duì)減輕幼兒肥胖危害具有現(xiàn)實(shí)意義。

基于以上問題，本研究以學(xué)齡前兒童為受試對(duì)象，采用Bressa 等（2017）在研究身體活動(dòng)與成年女性腸道菌群關(guān)系中所采用的橫斷面設(shè)計(jì)與加速度傳感器測(cè)量工具，期望在證實(shí)身體活動(dòng)與幼兒肥胖關(guān)系的基礎(chǔ)上，研究腸道菌群、炎癥因子在身體活動(dòng)影響幼兒肥胖中的中介作用，嘗試探討身體活動(dòng)影響幼兒肥胖的可能機(jī)制，為后續(xù)相關(guān)干預(yù)與機(jī)制研究提供參考。

1 研究材料與方法

1.1 受試對(duì)象

本課題組前期在上海市楊浦區(qū)、寶山區(qū)8 所幼兒園建立了“孩童體質(zhì)健康”科研基地，并將該8 所幼兒園作為受試對(duì)象的募集范圍。本研究共募集幼兒園中班兒童346名，將其中完成身體活動(dòng)測(cè)量、身體形態(tài)學(xué)指標(biāo)測(cè)量、基本信息調(diào)查（問卷）且數(shù)據(jù)均完整有效的受試幼兒224 名（月齡：47～69 個(gè)月）作為受試對(duì)象，其中男童126 名，女童98 名。所有受試對(duì)象經(jīng)家長(zhǎng)同意參與本研究并簽署知情同意書。研究過程中，受試幼兒及其家長(zhǎng)可隨時(shí)作出不繼續(xù)參加或退出本研究的決定，并要回已簽署知情同意書。

1.2 測(cè)試指標(biāo)與方法

1.2.1 身體活動(dòng)與靜坐行為水平測(cè)量

采用三軸加速度傳感器ActiGraph GT3X+（Actigraph LLC，Pensacola，F(xiàn)L）測(cè)試身體活動(dòng)與靜坐行為水平（表1）。測(cè)試前建立包括所有幼兒家長(zhǎng)和測(cè)試人員的微信群，即時(shí)提醒家長(zhǎng)并解答測(cè)試過程中的相關(guān)問題。測(cè)試過程中儀器的佩戴和去除工作由家長(zhǎng)協(xié)助完成。工作日期間，測(cè)試人員每日早晨前往幼兒園檢查幼兒的儀器使用情況。借助Actilife（Version 6.11.5）下載儀器測(cè)試數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)缺失或不符合要求時(shí)，在征得幼兒家長(zhǎng)同意的前提下進(jìn)行補(bǔ)測(cè)。

測(cè)量參數(shù)參考幼兒身體活動(dòng)測(cè)量方法學(xué)文獻(xiàn)（Cain et al.,2013；Cliff et al.,2009；Pate et al.,2006）設(shè)定（表1）。測(cè)試指標(biāo)包括靜坐行為（sedentary behavior，SB）、低強(qiáng)度身體活動(dòng)（light physical activity，LPA）、中-大強(qiáng)度身體活動(dòng)（moderate to vigorous physical activity，MVPA）。總身體活動(dòng)（total physical activity，TPA）等于LPA 與MVPA 之和。

表1 ActiGraph GT3X+身體活動(dòng)與靜坐行為水平測(cè)試方法與參數(shù)設(shè)置Table 1 The Measurements and Parameters of Physical Activity and Sedentary Behavior

1.2.2 身體形態(tài)學(xué)指標(biāo)測(cè)量

測(cè)量受試幼兒身高、體重并計(jì)算身體質(zhì)量指數(shù)（BMI），BMI=體重/身高2（kg·m-2）。記錄幼兒測(cè)量日期，同時(shí)獲取出生日期信息，用于計(jì)算月齡與校正線性回歸模型。

1.2.3 腸道菌群測(cè)試

經(jīng)受試幼兒家長(zhǎng)同意，愿意參加糞便樣本的采集并滿足以下標(biāo)準(zhǔn)后簽署知情同書：1）樣本收集前2 周未使用過抗生素；2）樣本收集前2 周未發(fā)生創(chuàng)傷、嚴(yán)重感染等應(yīng)激狀態(tài)；3）無(wú)腹痛、腹瀉、便秘等胃腸道病變。

1.2.3.1 糞便樣本的采集

提前向幼兒家長(zhǎng)發(fā)放糞便采集盒、醫(yī)用手套，告知糞便采集流程與注意事項(xiàng)。由家長(zhǎng)協(xié)助幼兒采集早晨空腹?fàn)顟B(tài)下、新鮮大便中段內(nèi)部的少量樣本。采集后立即送至幼兒園或由本研究組成員上門提取，后由研究組成員用裝有干冰的泡沫盒移至-80℃冰箱冷凍保存待測(cè)。

1.2.3.2 糞便樣本DNA 的提取與檢測(cè)

采用十六烷基三甲基溴化銨法對(duì)糞便樣本的基因組DNA 進(jìn)行提取，之后利用瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)DNA 的純度和濃度。

1.2.3.3 細(xì)菌16S rRNA 基因的PCR 擴(kuò)增

16S V4 區(qū)引物為 515F（引物序列：5'-GTGCCAGCMGCCGCGGTAA-3'）、806R（引物序列：5'-GGACTACHVGGGTWTCTAAT-3'）。采用T100 梯度PCR儀（Biorad,Hercules,CA,USA）進(jìn)行PCR。

1.2.3.4 PCR 產(chǎn)物的混樣與純化

根據(jù)PCR 產(chǎn)物濃度進(jìn)行等量混樣，充分混勻后采用2%濃度的瓊脂糖凝膠進(jìn)行電泳檢測(cè)，選擇主帶大小在400～450 bp 之間的序列，割膠回收目標(biāo)條帶。

1.2.3.5 文庫(kù)構(gòu)建和上機(jī)測(cè)序

采用 Illumina 公司的TruSeq?DNA PCR-Free Sample Preparation Kit 建庫(kù)試劑盒進(jìn)行文庫(kù)構(gòu)建，構(gòu)建好的文庫(kù)經(jīng)過Qubit 和Q-PCR 定量，文庫(kù)合格后，使用HiSeq2500 PE250 進(jìn)行上機(jī)測(cè)序?；跍y(cè)序得到的有效數(shù)據(jù)進(jìn)行分類操作單位（OTUs）聚類和物種分類分析，根據(jù)OTUs 聚類結(jié)果，對(duì)每個(gè)OTU 的代表序列做物種注釋，得到對(duì)應(yīng)的物種信息和基于物種的豐度分布情況，計(jì)算擬桿菌門與厚壁菌門的豐度及其所占總細(xì)菌的百分比、擬桿菌門與厚壁菌門的比值等。

1.2.4 血液指標(biāo)測(cè)試

經(jīng)受試幼兒家長(zhǎng)同意，愿意參加血液樣本的檢測(cè)并簽署知情同意書后，組織幼兒進(jìn)行血液樣本的收集。采血前幼兒空腹12 h，采樣時(shí)間為早晨7:00－8:00。為增加受試幼兒的配合程度，提前為其準(zhǔn)備好早餐并于采血完成后發(fā)放。采血前幼兒靜坐5 min 以上，采集肘正中靜脈血2 ml，置于含有EDTA 抗凝劑的真空采集管中。然后經(jīng)+4℃、3 500 rpm 低溫離心15 min，分離血漿后置于-80℃冰箱儲(chǔ)存待測(cè)。采用懸液芯片技術(shù)檢測(cè)促炎癥因子α-腫瘤壞死因子（TNF-α）、白細(xì)胞介素（IL）-2、IL-6、IL-8 與抗炎癥因子IL-10 含量。試劑盒采用上海伯樂生命科學(xué)有限公司訂做的懸液芯片測(cè)定試劑盒。

1.2.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

借助SPSS 22.0 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，對(duì)于符和正態(tài)分布的數(shù)據(jù)采用平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（M±SD）進(jìn)行描述，不符合正態(tài)分布的數(shù)據(jù)采用中位數(shù)（四分位間距）進(jìn)行描述。采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)和曼惠特尼U 檢驗(yàn)比較不同性別間各測(cè)試指標(biāo)以及高、低BMI 值組間腸道菌群豐度、外周血炎癥因子含量的差異。利用線性回歸模型分別檢測(cè)身體活動(dòng)水平與BMI 值，腸道菌群豐度、炎癥因子含量與BMI 值，身體活動(dòng)水平與腸道菌群豐度、炎癥因子含量的關(guān)聯(lián)性。顯著性差異水平設(shè)定為P＜0.05，非常顯著性差異水平設(shè)定為P＜0.01。

2 研究結(jié)果

2.1 受試對(duì)象基本特征

在本研究募集的 224 名受試幼兒中，共有 20 名（男14、女6）參加糞便樣本的采集與檢測(cè)，其中19名（男14、女5）身體活動(dòng)水平指標(biāo)數(shù)據(jù)完整有效；共有189 名參加血液樣本的采集與檢測(cè)，其中156 名（男86、女 70）身體活動(dòng)水平、血液樣本指標(biāo)數(shù)據(jù)均完整有效。

從統(tǒng)計(jì)結(jié)果來(lái)看，不同性別間幼兒身高、體重、BMI值、身體活動(dòng)水平以及炎癥因子含量指標(biāo)均出現(xiàn)了顯著性差異（表2），因此，本研究中的所有線性回歸模型均分男童與女童進(jìn)行。

表2 受試對(duì)象基本情況Table 2 The Basic Characteristics of Participants

（續(xù)表2）

2.2 身體活動(dòng)水平與BMI 值

線性回歸結(jié)果顯示，在受試男童中，LPA、MVPA、TPA 與BMI 值均呈正相關(guān)關(guān)系，SB 與BMI 值呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，但均未達(dá)到顯著差異水平；受試女童中，SB、MVPA、TPA 與BMI 值均呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，LPA 與BMI 值呈正相關(guān)關(guān)系，但均未達(dá)到顯著差異水平（表3）。

表3 身體活動(dòng)水平與BMI 值線性回歸分析結(jié)果Table 3 Results of Linear Regression Analysis

2.3 腸道菌群、炎癥因子與BMI 值

線性回歸結(jié)果顯示，男、女童擬桿菌門豐度、擬桿菌門/厚壁菌門比值均與BMI 值呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，厚壁菌門豐度與BMI 值呈正相關(guān)關(guān)系，但均未達(dá)到顯著差異水平（表4）。男童血促炎癥因子含量均與BMI 值呈正相關(guān)關(guān)系，抗炎癥因子含量與BMI 值呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，但均未達(dá)到顯著差異水平，其中，IL-6 含量與BMI 值的關(guān)聯(lián)性接近顯著差異水平（P= 0.051）；女童血炎癥因子含量與BMI 值均無(wú)顯著關(guān)聯(lián)性（表5）。

表4 腸道菌群豐度與BMI 值線性回歸分析結(jié)果Table 4 Results of Linear Regression Analysis

表5 炎癥因子含量與BMI 值線性回歸分析結(jié)果Table 5 Results of Linear Regression Analysis /（pg·ml-1）

根據(jù)BMI 值的大小，將腸道菌群測(cè)試樣本平均分為低BMI 值組、高BMI 值組兩組。同樣，在炎癥因子測(cè)試樣本中，將男童、女童按樣本數(shù)量平均分為低BMI 值組、高BMI 值組兩組。獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)結(jié)果顯示，高BMI 值組擬桿菌門豐度、擬桿菌門/厚壁菌門比值均低于低BMI 值組，其中兩組擬桿菌門豐度呈顯著性差異（P＜0.05）；高BMI值組厚壁菌門豐度顯著高于低BMI 值組（P＜0.05，表6）。男童中高BMI 值組血促炎癥因子含量均高于低BMI 值組，抗炎癥因子含量低于低BMI 值組，其中兩組血TNF-α、IL-6、IL-8 含量的比較呈顯著性差異（P＜0.05）；女童中兩組血炎癥因子含量均無(wú)顯著性差異（表7）。

表6 高BMI 值組與低BMI 值組腸道菌群豐度的比較Table 6 Comparison of Gut Microbiota between High-BMI Group and Low-BMI Group （n=10，男7/女3）

表7 高BMI 值組與低BMI 值組外周血細(xì)胞因子水平的比較Table 7 Comparison of Plasma Inflammatory Cytokines between High-BMI Group and Low-BMI Group /（pg·ml-1）

2.4 身體活動(dòng)水平與腸道菌群、炎癥因子

線性回歸結(jié)果顯示，男、女童LPA、MVPA、TPA 與擬桿菌門豐度、厚壁菌門豐度、擬桿菌門/厚壁菌門比值均無(wú)顯著關(guān)聯(lián)性（表8）。除男童中MVPA 與血IL-10 含量顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.05），女童中LPA、TPA 與血IL-8 含量顯著正相關(guān)（P＜0.05）外，其他身體活動(dòng)指標(biāo)與血炎癥因子指標(biāo)間均無(wú)顯著關(guān)聯(lián)性（表8）。

表8 身體活動(dòng)與腸道菌群、炎癥因子線性回歸分析結(jié)果Table 8 Results of Linear Regression Analysis

3 分析與討論

3.1 幼兒身體活動(dòng)與BMI 的關(guān)系

本研究設(shè)計(jì)原本期望在證實(shí)身體活動(dòng)與幼兒肥胖關(guān)系的基礎(chǔ)上，研究腸道菌群、促/抗炎癥因子在身體活動(dòng)影響幼兒肥胖中的中介作用，嘗試探討身體活動(dòng)影響幼兒肥胖的可能機(jī)制。依據(jù)Baron 等（1986）的條件，腸道菌群豐度、外周血炎癥因子要成為中介變量，應(yīng)同時(shí)滿足以下3個(gè)條件：1）身體活動(dòng)水平與BMI 值顯著相關(guān)；2）身體活動(dòng)水平與腸道菌群豐度、外周血炎癥因子含量顯著相關(guān)；3）腸道菌群豐度、外周血炎癥因子含量在校正身體活動(dòng)水平的前提下，與BMI 值顯著相關(guān)。然而，本研究結(jié)果顯示，無(wú)論是受試男童還是女童，身體活動(dòng)水平與BMI 值均無(wú)顯著相關(guān)關(guān)系（P＞0.05，表3），與同類研究結(jié)果并不一致（Jago et al.,2005；Moore et al.,2003；Remmers et al.,2014），即第1 個(gè)條件已不滿足。因此，本研究結(jié)果無(wú)法體現(xiàn)腸道菌群與外周血炎癥因子在幼兒身體活動(dòng)與肥胖中的中介作用。盡管如此，本研究繼續(xù)就幼兒腸道菌群、炎癥因子與BMI，身體活動(dòng)與腸道菌群、炎癥因子的關(guān)系進(jìn)行探討，旨在為后續(xù)身體活動(dòng)影響肥胖的機(jī)制研究提供參考。

3.2 幼兒腸道菌群、炎癥因子與BMI 的關(guān)系

3.2.1 幼兒腸道菌群與BMI 的關(guān)系

自2004年Backhed 等（2004）提出“腸道菌群是調(diào)節(jié)脂肪貯存的一種環(huán)境因素”開始，腸道菌群與肥胖的關(guān)系就成為學(xué)者們研究的熱點(diǎn)。有學(xué)者匯總了2005－2010年5年間對(duì)肥胖與非肥胖動(dòng)物和人體腸道菌群結(jié)構(gòu)、種屬豐度的分子水平研究成果，發(fā)現(xiàn)從門水平到種水平上腸道菌群都與肥胖有密切關(guān)系（武慶斌 等,2012）。2006年在《自然》（Nature）上發(fā)表了兩篇有關(guān)腸道菌群與肥胖關(guān)系的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)（Turnbaugh et al.,2006）與人體實(shí)驗(yàn)（Ley et al.,2006），結(jié)果發(fā)現(xiàn)，擬桿菌門降低、厚壁菌門增加或擬桿菌門/厚壁菌門降低與肥胖程度的增加密切相關(guān)。在幼兒階段，肥胖同樣與腸道菌群的失調(diào)密切相關(guān)。Kalliomaki 等（2008）隨訪研究了兒童從嬰兒期到7 歲時(shí)腸道菌群的變化情況，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與體重正常的兒童相比，7 歲時(shí)體重超重的兒童在6～12 個(gè)月時(shí)的腸道菌群分布具有顯著差異，并指出，兒童時(shí)期腸道菌群結(jié)構(gòu)異常者，隨著年齡的增長(zhǎng)有肥胖的傾向。

本研究結(jié)果顯示，無(wú)論是在受試男童還是女童中，擬桿菌門豐度、擬桿菌門/厚壁菌門比值均與BMI 值呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，厚壁菌門豐度與BMI 值呈正相關(guān)關(guān)系，但統(tǒng)計(jì)結(jié)果均未達(dá)到顯著差異水平（表4）。該結(jié)果的趨勢(shì)與本研究假設(shè)一致，但并不具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。然而，本研究根據(jù)受試幼兒BMI 值的大小將其平均分為低BMI 值組、高BMI 值組兩組，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，高BMI 值組擬桿菌門豐度、擬桿菌門/厚壁菌門比值均低于低BMI 值組，其中兩組擬桿菌門豐度的比較呈顯著性差異（P＜0.05）；高BMI 值組厚壁菌門豐度顯著高于低BMI 值組（P＜0.05，表6）。同類研究中，研究者比較了不同肥胖程度的學(xué)齡兒童（7～13 歲）腸道菌群的差異，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，肥胖兒童擬桿菌門、擬桿菌門/厚壁菌門比值均顯著低于正常體重兒童（P＜0.01）（李敏,2011），該研究與本研究結(jié)果一致。另一項(xiàng)研究則發(fā)現(xiàn)，3～6 歲的單純性肥胖兒童與正常兒童擬桿菌門、厚壁菌門豐度均無(wú)顯著性差異（李靜 等,2015）。本研究結(jié)果提示，在人體生命早期的學(xué)齡前兒童階段，肥胖的發(fā)生可能與擬桿菌門的降低、厚壁菌門的增多密切相關(guān)。

3.2.2 幼兒炎癥因子與BMI 的關(guān)系

肥胖等慢性代謝性疾病被認(rèn)為是一種長(zhǎng)期低水平的慢性炎癥反應(yīng)（Wellen et al.,2005），肥胖的發(fā)生與TNF-α、IL-6 等促炎癥因子的增加有關(guān)（Hotamisligil et al.,1993；Weisberg et al.,2003）。肥胖與促炎癥因子的關(guān)系還體現(xiàn)在幼兒群體中（Costa et al.,2016；Delaney et al.,2018）。

本研究結(jié)果顯示，無(wú)論是在受試男童還是女童中，外周血細(xì)胞因子TNF-α、IL-2、IL-6、IL-8 含量與BMI 值均無(wú)顯著關(guān)聯(lián)性（表5）。該結(jié)果提示，某一種促炎癥或抗炎癥因子并不能對(duì)幼兒肥胖產(chǎn)生決定性影響，幼兒肥胖可能是多種促/抗炎癥因子綜合作用的結(jié)果。低BMI 值組與高BMI 值組外周血細(xì)胞因子的比較發(fā)現(xiàn)，在受試男童中，高BMI 值組外周血促炎癥因子血TNF-α、IL-6、IL-8 含量顯著高于低BMI 值組（表7），提示受試男童肥胖與炎癥作用密切相關(guān)。然而，受試女童中卻未發(fā)現(xiàn)顯著差異（表7）。這可能是由于受試女童BMI 值（16.10±1.75）顯著低于受試男童（16.79±2.02）（表2），整體肥胖率較低，因此受促炎癥因子的影響也較小。

3.3 幼兒身體活動(dòng)與腸道菌群、炎癥因子的關(guān)系

3.3.1 幼兒身體活動(dòng)與腸道菌群的關(guān)系

人體從出生時(shí)的腸道無(wú)菌到生命第1 天出現(xiàn)細(xì)菌定植并開始發(fā)生變化，2 歲后隨著飲食結(jié)構(gòu)的改變，其腸道菌群也發(fā)生巨大變化，之后逐漸趨于穩(wěn)定，接近成人菌群結(jié)構(gòu)（武慶斌 等,2012）。這種發(fā)展變化過程受到諸多因素的影響。嬰兒出生1年內(nèi)腸道菌群的變化主要受遺傳因素、分娩方式、早期喂養(yǎng)方式、應(yīng)用抗生素和環(huán)境等因素影響（武慶斌 等,2012）。2 歲后人體腸道菌群除受應(yīng)用抗生素、應(yīng)激、胃腸道病變等因素影響外，飲食、運(yùn)動(dòng)等因素（Denou et al.,2016；Evans et al.,2014）也是影響腸道菌群的重要因素。

近年來(lái)的研究發(fā)現(xiàn)，身體活動(dòng)與腸道菌群存在密切關(guān)系（劉洋 等,2018；于春霞 等,2018；Campbell et al.,2017；Codella et al.,2018）。有學(xué)者發(fā)現(xiàn)，自主踏轉(zhuǎn)輪運(yùn)動(dòng)大鼠與安靜大鼠的腸道菌群組成具有顯著差異。此外，運(yùn)動(dòng)大鼠糞便中丁酸（具有促進(jìn)宿主吸收能量、增進(jìn)肥胖作用）的含量也與安靜大鼠具有顯著差異（Matsumoto et al.,2008）。肥胖相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究中，研究者發(fā)現(xiàn)，高脂（能量比：脂肪60%，碳水化合物20%，蛋白質(zhì)20%）喂養(yǎng)可使小鼠體重與附睪脂肪墊重顯著增加。伴隨著這些改變的是腸道擬桿菌門降低、厚壁菌門的增加。而12 周自主無(wú)負(fù)重轉(zhuǎn)輪運(yùn)動(dòng)可逆轉(zhuǎn)這些變化（Evans et al.,2014）。與之相似，Denou 等（2016）發(fā)現(xiàn)，6 周高脂喂養(yǎng)可顯著降低小鼠盲腸擬桿菌門/厚壁菌門比值，而6 周高強(qiáng)度間歇訓(xùn)練可顯著提升高脂喂養(yǎng)肥胖小鼠盲腸擬桿菌門/厚壁菌門比值。另有研究發(fā)現(xiàn)，在自由飲食狀態(tài)下，僅6 天的自主轉(zhuǎn)輪運(yùn)動(dòng)就可顯著提升擬桿菌門，降低厚壁菌門（Queipo-Ortuno et al.,2013）。相反的研究結(jié)果同樣存在，有學(xué)者發(fā)現(xiàn)，4 周的中等強(qiáng)度跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)（Petriz et al.,2014）與16 周的電動(dòng)轉(zhuǎn)輪運(yùn)動(dòng)（Kang et al.,2014）引起大鼠/小鼠擬桿菌門顯著降低，厚壁菌門顯著升高，研究者認(rèn)為，這可能與運(yùn)動(dòng)類型不同有關(guān)（Kang et al.,2014）。

在生命的早期身體活動(dòng)可能對(duì)腸道菌群就有一定的影響?；谏缙谑茉嚨膭?dòng)物實(shí)驗(yàn)研究方面，Mika 等（2015）發(fā)現(xiàn)，6 周的自主轉(zhuǎn)輪運(yùn)動(dòng)可顯著提升幼年大鼠（24 天齡）擬桿菌門豐度，并顯著降低厚壁菌門豐度，但目前仍未見基于人體的相關(guān)實(shí)驗(yàn)報(bào)道。本研究結(jié)果顯示，在排除應(yīng)用抗生素、應(yīng)激、胃腸道病變等因素，受試者保持慣有飲食習(xí)慣與生活方式的情況下，無(wú)論在受試男童還是女童中，LPA、MVPA、TPA 與擬桿菌門豐度、厚壁菌門豐度與擬桿菌門/厚壁菌門比值均無(wú)顯著相關(guān)關(guān)系（表8）。這可能與本研究樣本的選擇有關(guān)。本研究參加糞便樣本采集且身體活動(dòng)水平指標(biāo)數(shù)據(jù)完整有效的受試幼兒僅為19名（男 14、女 5）。其中，受試幼兒 MVPA（61.91± 14.75 min·天-1）、TPA（149.58±27.18）均處于較低水平（表2），達(dá)到每天至少累積MVPA 60 min 推薦量標(biāo)準(zhǔn)（Tremblay et al.,2012）的僅有11 人，每天至少累積TPA 180 min 推薦量標(biāo)準(zhǔn)（Tremblay et al.,2012）的僅有3 人。受試幼兒較低的身體活動(dòng)水平可能導(dǎo)致其不足以引起腸道菌群的明顯變化。此外，前人對(duì)身體活動(dòng)與肥胖者腸道菌群的陽(yáng)性研究結(jié)果主要來(lái)自于運(yùn)動(dòng)干預(yù)實(shí)驗(yàn)研究，而本研究陰性結(jié)果的出現(xiàn)還可能與橫斷面研究的局限性有關(guān)。在Bressa 等（2017）的橫斷面研究中，活動(dòng)組（體育運(yùn)動(dòng)時(shí)間≥3 h·周-1，n=21）成年女性加速度傳感器所測(cè)中強(qiáng)度身體活動(dòng)時(shí)間顯著長(zhǎng)于安靜組（n=19），但兩組擬桿菌門豐度、厚壁菌門豐度與擬桿菌門/厚壁菌門比值也均無(wú)顯著差異。

3.3.2 幼兒身體活動(dòng)與炎癥因子的關(guān)系

Walsh 等（2011）認(rèn)為，習(xí)慣性運(yùn)動(dòng)可通過發(fā)揮抗炎癥作用來(lái)減輕慢性炎癥反應(yīng)。本研究結(jié)果顯示，受試男童中，LPA、MVPA、TPA 與促炎癥因子TNF-α、IL-2、IL-6、IL-8 含量均無(wú)顯著關(guān)聯(lián)性，但MVPA 與抗炎癥因子IL-10含量呈顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.05）（表8）；受試女童中，LPA、MVPA、TPA 與促炎癥因子TNF-α、IL-2、IL-6 含量和抗炎癥因子IL-10 含量均無(wú)顯著關(guān)聯(lián)性，但LPA、TPA 與血IL-8 含量呈顯著正相關(guān)（P＜0.05，表8）。該研究結(jié)果提示，中大強(qiáng)度身體活動(dòng)反而可能起到了抑制受試男童抗炎癥作用，低強(qiáng)度身體活動(dòng)和總身體活動(dòng)起到了提升受試女童炎癥反應(yīng)的作用，從而使受試幼兒出現(xiàn)肥胖程度增加的誘因。該結(jié)果的產(chǎn)生可能與飲食因素的干擾有關(guān)。許多研究證實(shí)，減少能量攝入與增加身體活動(dòng)均可有效減輕炎癥反應(yīng)（Walsh et al.,2011）。導(dǎo)致該結(jié)果的原因可能是受試幼兒的飲食類型和飲食習(xí)慣不同，不同受試幼兒間能量攝入差異較大，導(dǎo)致細(xì)胞因子的分泌與身體活動(dòng)水平的變化并不一致，甚至出現(xiàn)相反的變化趨勢(shì)。

3.4 研究的局限性

1）橫斷面設(shè)計(jì)雖能揭示各變量之間的關(guān)聯(lián)性，但不能說明變量間的因果關(guān)系；2）腸道菌群樣本較少，可能會(huì)影響研究結(jié)果的顯著差異程度；3）未募集到同時(shí)采集腸道菌群與外周血的受試幼兒，導(dǎo)致難以對(duì)腸道菌群與外周血細(xì)胞因子的關(guān)系進(jìn)行分析探討。

4 結(jié)論

身體活動(dòng)與幼兒肥胖的關(guān)系并不密切，腸道菌群與細(xì)胞因子未體現(xiàn)出在幼兒身體活動(dòng)與肥胖中的中介作用；幼兒肥胖與腸道菌群失調(diào)密切相關(guān)，與男童炎癥因子變化密切相關(guān)；幼兒身體活動(dòng)未表現(xiàn)出有效調(diào)節(jié)腸道菌群和減輕炎癥反應(yīng)的作用。