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肠道微生物与我们人类的健康息息相关，这些微生物不仅帮助我们代谢营养，还能够帮我们抵御外界的致病微生物。作为人体中最重要的微生物群落，微生物的定植在婴儿出生后便在发生，并在婴儿二到三岁时趋于成熟。有研究表明不同的生产方式有着不同的微生物暴露程度，并且随着饮食以及婴儿和母亲在生活中的接触，微生物便可能通过这些方式从母亲向婴儿传递并在婴儿肠道中得到定植，并对婴儿前期微生物微生物群落的建立有着重要的影响。研究发现，多种疾病与婴儿肠道微生物群落失衡存在关联，这些疾病包括炎性肠病，克罗恩病，Ⅰ型糖尿病，坏死性小肠结肠炎、哮喘等等。抗生素作为杀灭微生物或者抑制其生长的物质，在抗感染治疗中运用广泛，随着抗生素的使用很多疾病得到了有效治疗，人们的健康也得到了保证。但由于抗生素在治疗中的滥用以及微生物在抗生素的压力选择下，抗生素抗性在微生物中越来越普遍，抗生素抗性的问题在疾病和感染治疗中被越来越凸显出来。婴儿肠道微生物群落在出生后是动态发展的，其中母亲作为婴儿首要的接触者，母亲所携带的微生物将对婴儿会产生重要影响。伴随着母婴间的微生物传递，这些微生物携带的抗生素抗性基因也将有所传递。然而婴儿肠道内的抗生素抗性基因的定植对肠道微生物微生物群落结构建立的影响仍没有被很好地了解清楚，因而研究抗生素抗性基因在婴儿肠道微生物中的微生物群落结构的建立的作用有重要的意义。
目的：
通过分析收集的母亲及婴儿宏基因组数据，统计母亲及婴儿肠道微生物中的微生物群落结构以及抗生素抗性基因的丰度，探究抗生素抗性基因对肠道微生物群落结构、物种多样性，以及婴儿肠道菌群结构的影响，来探究抗生素抗性基因在婴儿肠道微生物群落稳态建立中的作用，以加深对婴儿肠道微生物群落稳态建立的理解。
方法：
1.对收集到的宏基因组数据，质控之后，利用HUMAnN2统计每个样本中微生物的物种丰度，得到每个样本各个分类水平的物种组成谱。
2.基于抗生素耐药性基因数据（The Comprehensive Antibiotic Resistance Database，CARD），用diamond将宏基因组数据中的每条序列与数据库中的抗生素抗性基因比对，在基于相似性的分布得到过滤阈值后，筛选出取高置信的序列作为抗生素抗性基因序列，此后统计每个样本中抗生素抗性基因的丰度。
3.基于每个样本的信息，研究生产方式对婴儿肠道中抗生素种类及其丰度的影响，以及抗生素抗性基因丰度随时间的变化。
4.依据存在母婴配对样本的数据，用相同的方法得到母亲肠道微生物中携带的抗生素抗性基因种类和丰度后，根据样本的生产方式以及时序信息对样本进行分组分类，统计不同分组间存在的差异。
5.按照抗生素抗性基因的抗性机制，对抗生素抗性基因进行分组，以放大抗生素抗性基因对肠道微生物的影响，以作用机制代替单个抗生素抗性基因对肠道微生物群落的影响，更好地研究这些抗生素抗性基因在肠道中的作用。
6.基于抗生素抗性基因组成结构预测得到的肠道微生物群落结构以及肠道微生物实际微生物群落结构，运用SparCC统计预测微生物群落与实际微生物群落的相关性，从中筛选出其中能够有效传递抗生素抗性的微生物种。
7.基于能够有效传递抗生素抗性基因微生物的抗生素抗性基因主导作用机制，研究这些微生物对肠道微生物群落结构的影响。
结果：
1.剖腹产婴儿肠道内抗生素抗性基因丰度整体上高于顺产婴儿，并且抗生素抗性基因随婴儿成长发育，其在肠道内的丰度有所降低。
2.剖腹产婴儿体内抗生素抗性基因种类高于顺产组婴儿，且抗生素抗性基因种类在刚出生的顺产婴儿中有更多的种类，但在出生一个月及以后在剖腹产婴儿肠道微生物中的抗生素抗性基因种类高于顺产组。
3.生产方式对抗性基因的母婴传递有影响。在顺产婴儿中，母亲体内有更多种类以及比例的抗生素抗性基因与婴儿共享。
4.抗生素抗性基因在样本中丰度越高，其肠道微生物群落的物种丰富度、香农指数以及物种均一度越低。
5.不同作用机制的抗生素抗性基因对肠道微生物群落的影响不同，相同抗生素抗性基因丰度下，通过抗生素外排机制降低抗生素作用的抗性基因所占比例越高，其肠道微生物群落的物种丰富度、香农指数以及物种均一度均越低。
6.通过抗生素抗性基因预测得的酸性氨基球菌、拟杆菌、双歧杆菌、肠杆菌、埃希氏菌、克雷伯氏菌以及副拟杆菌微生物群落丰度与实际微生物群落丰度存在显著高相关性，暗示这些微生物能够有效传递抗生素抗性基因。
7.一些通过抗生素抗性基因预测得微生物丰度与实际微生物群落中一些其他微生物的丰度存在显著正相关性，暗示这些微生物与其它微生物存在抗生素抗性基因的交流，并能够通过其它的微生物将抗生素抗性基因传递到肠道微生物群落中。
8.在将有效传递抗生素抗性基因微生物按照其上的抗生素抗性基因作用的主导机制分类后，我们发现这些微生物能够发挥类似抗生素抗性基因的作用。
结论：
抗生素抗性基因在母婴间传递受到生产方式的影响，并且抗生素抗性基因在肠道内的丰度随时间的变化存在显著改变。随着抗生素抗性基因丰度的上升，样本中物种丰富度、香农指数以及物种均一度均有显著降低。抗生素外排基因在肠道微生物群落中引起物种丰度、香农指数以及物种均一度降低的能力高于通过抗生素失活机制的基因。此外，我们还找到了一些能够有效传递抗生素抗性基因的微生物，基于这些微生物的抗性基因主导方式，能够产生对肠道微生物群落类似于抗性基因的影响。
目的：
通过分析收集的母亲及婴儿宏基因组数据，统计母亲及婴儿肠道微生物中的微生物群落结构以及抗生素抗性基因的丰度，探究抗生素抗性基因对肠道微生物群落结构、物种多样性，以及婴儿肠道菌群结构的影响，来探究抗生素抗性基因在婴儿肠道微生物群落稳态建立中的作用，以加深对婴儿肠道微生物群落稳态建立的理解。
方法：
1.对收集到的宏基因组数据，质控之后，利用HUMAnN2统计每个样本中微生物的物种丰度，得到每个样本各个分类水平的物种组成谱。
2.基于抗生素耐药性基因数据（The Comprehensive Antibiotic Resistance Database，CARD），用diamond将宏基因组数据中的每条序列与数据库中的抗生素抗性基因比对，在基于相似性的分布得到过滤阈值后，筛选出取高置信的序列作为抗生素抗性基因序列，此后统计每个样本中抗生素抗性基因的丰度。
3.基于每个样本的信息，研究生产方式对婴儿肠道中抗生素种类及其丰度的影响，以及抗生素抗性基因丰度随时间的变化。
4.依据存在母婴配对样本的数据，用相同的方法得到母亲肠道微生物中携带的抗生素抗性基因种类和丰度后，根据样本的生产方式以及时序信息对样本进行分组分类，统计不同分组间存在的差异。
5.按照抗生素抗性基因的抗性机制，对抗生素抗性基因进行分组，以放大抗生素抗性基因对肠道微生物的影响，以作用机制代替单个抗生素抗性基因对肠道微生物群落的影响，更好地研究这些抗生素抗性基因在肠道中的作用。
6.基于抗生素抗性基因组成结构预测得到的肠道微生物群落结构以及肠道微生物实际微生物群落结构，运用SparCC统计预测微生物群落与实际微生物群落的相关性，从中筛选出其中能够有效传递抗生素抗性的微生物种。
7.基于能够有效传递抗生素抗性基因微生物的抗生素抗性基因主导作用机制，研究这些微生物对肠道微生物群落结构的影响。
结果：
1.剖腹产婴儿肠道内抗生素抗性基因丰度整体上高于顺产婴儿，并且抗生素抗性基因随婴儿成长发育，其在肠道内的丰度有所降低。
2.剖腹产婴儿体内抗生素抗性基因种类高于顺产组婴儿，且抗生素抗性基因种类在刚出生的顺产婴儿中有更多的种类，但在出生一个月及以后在剖腹产婴儿肠道微生物中的抗生素抗性基因种类高于顺产组。
3.生产方式对抗性基因的母婴传递有影响。在顺产婴儿中，母亲体内有更多种类以及比例的抗生素抗性基因与婴儿共享。
4.抗生素抗性基因在样本中丰度越高，其肠道微生物群落的物种丰富度、香农指数以及物种均一度越低。
5.不同作用机制的抗生素抗性基因对肠道微生物群落的影响不同，相同抗生素抗性基因丰度下，通过抗生素外排机制降低抗生素作用的抗性基因所占比例越高，其肠道微生物群落的物种丰富度、香农指数以及物种均一度均越低。
6.通过抗生素抗性基因预测得的酸性氨基球菌、拟杆菌、双歧杆菌、肠杆菌、埃希氏菌、克雷伯氏菌以及副拟杆菌微生物群落丰度与实际微生物群落丰度存在显著高相关性，暗示这些微生物能够有效传递抗生素抗性基因。
7.一些通过抗生素抗性基因预测得微生物丰度与实际微生物群落中一些其他微生物的丰度存在显著正相关性，暗示这些微生物与其它微生物存在抗生素抗性基因的交流，并能够通过其它的微生物将抗生素抗性基因传递到肠道微生物群落中。
8.在将有效传递抗生素抗性基因微生物按照其上的抗生素抗性基因作用的主导机制分类后，我们发现这些微生物能够发挥类似抗生素抗性基因的作用。
结论：
抗生素抗性基因在母婴间传递受到生产方式的影响，并且抗生素抗性基因在肠道内的丰度随时间的变化存在显著改变。随着抗生素抗性基因丰度的上升，样本中物种丰富度、香农指数以及物种均一度均有显著降低。抗生素外排基因在肠道微生物群落中引起物种丰度、香农指数以及物种均一度降低的能力高于通过抗生素失活机制的基因。此外，我们还找到了一些能够有效传递抗生素抗性基因的微生物，基于这些微生物的抗性基因主导方式，能够产生对肠道微生物群落类似于抗性基因的影响。