西班牙裔和非西班牙裔儿童的肠道微生物群组成。

I. 具体目标 人体胃肠道 (GI) 中存在大量微生物，包括细菌、真菌和原生动物微生物，它们共同构成了我们的微生物群。 过去几年的证据表明，胃肠道微生物组与我们的整体健康状况有关，包括肥胖风险。 GI 微生物群可以影响能量平衡的两面，包括影响饮食中能量利用的因素和通过影响宿主基因调节能量消耗和储存的因素 (1, 2)。 研究表明，美国西班牙裔儿童的超重和肥胖率是最高的。 据估计，在美国，47% 的西班牙裔儿童超重，31% 肥胖，而白人非西班牙裔儿童的这一比例分别为 35% 和 21%。 文献表明环境因素与西班牙裔儿童的儿童期肥胖有关，包括：父母的影响、看屏幕的时间、身体活动行为、社会经济状况/食品安全和睡眠时间 (3,4)。 到目前为止，还没有研究调查西班牙裔儿童的肠道微生物组是否存在显着差异；此外，与其他种族相比，这些差异（分类学或基因表达）是否使他们患肥胖症的风险更高。

研究人员预测，白人非西班牙裔儿童和西班牙裔儿童之间存在显着的 GI 微生物组差异。

目的：在这项初步研究中确认白种人非西班牙裔儿童（有和没有肥胖）和西班牙裔儿童（有和没有肥胖）之间微生物组的差异。

假设：与高加索非西班牙裔儿童相比，西班牙裔儿童的粪便细菌多样性较低，这与整体肥胖和葡萄糖稳态受损有关，具体取决于：

A) 下一代宏基因组“全基因组/鸟枪法”测序来自队列粪便样本的 DNA，包括肥胖的西班牙裔儿童、非肥胖的西班牙裔儿童、肥胖的白人非西班牙裔儿童和非肥胖的白人非西班牙裔儿童。

B) 生物信息学计算分析比较四组以确定 β 多样性（相对分类学）丰度。

二。背景和意义 在美国，肥胖是一种严重的健康风险。 在过去的二十年里，儿童肥胖的患病率有所增加。 根据美国卫生与公众服务部的最新数据，与 2-5 岁儿童相比，6-11 岁青少年和 12-19 岁青少年的肥胖患病率更高。 西班牙裔人口是美国受影响最严重的族群之一。 大约 47% 的西班牙裔儿童超重，31% 的儿童肥胖。 已发现多种因素在西班牙裔儿童儿童肥胖的发展中发挥作用，包括：父母影响、屏幕时间、身体活动行为、社会经济状况/食品安全和睡眠时间。

在过去的几年里，人们对了解肥胖的发展和发病机制产生了浓厚的兴趣。 最近的研究发现，肠道微生物群在肥胖的触发和发展中起着重要作用。 胃肠道微生物群可以影响能量平衡的两侧，包括影响饮食中能量利用的因素和通过影响宿主基因调节能量消耗和储存的因素。 在 Hou 的一项研究中，他们评估了 16S rRNA 基因、肥胖儿童和健康对照组的肠道微生物群的肠型和数量。 在这项研究中，他们发现肠道微生物群的组成在肥胖儿童和健康对照组之间显示出显着差异。 结果表明，厚壁菌门和拟杆菌门是两个队列中主要的粪便微生物组，但肥胖队列中厚壁菌门和拟杆菌门的相对丰度比 (F/B) 显着高于健康对照组。 厚壁菌门与参与碳水化合物分解代谢的基因有关，并且在肥胖个体中含量丰富，而拟杆菌门则与体重减轻有关。

目前还没有研究调查西班牙裔儿童的肠道微生物组是否存在显着差异；此外，与其他种族相比，这些差异（分类学或基因表达）是否使他们患肥胖症的风险更高。 研究小组认为，重要的是要确定西班牙裔人群中可能存在的微生物组差异，这些差异可能会使他们患上儿童肥胖症的风险更高。

三、研究设计和方法，包括统计分析 研究对象/实验设计 研究人员将招募和招收 4 个队列，包括 6 名肥胖的西班牙裔儿童、6 名非肥胖的西班牙裔儿童、6 名肥胖的白人非西班牙裔儿童和 6 名非肥胖的白人非西班牙裔儿童. 肥胖将被定义为 BMI >95%。 报名年龄介于6-12岁之间。 研究人员将在入组时获得基线特征，包括人体测量指标（体重、身长、BMI）、饮食史（包括 24 小时回忆日记和食物频率问卷）和身体活动史（身体活动问卷）。 调查人员将获得用药史，包括使用抗生素、类固醇和益生菌的历史。

饮食和身体活动测量 在收集粪便时，研究人员将使用包含 30 种食物的食物频率问卷和 24 小时食物回忆日记来获取患者的饮食信息。 饮食记录将使用用于研究的营养数据系统软件（明尼苏达州明尼阿波利斯）进行分析。 研究人员将使用潜在类别（以人为中心的方法）和因素（基于数据的方法）分析来确定大量和微量营养素的摄入量以及膳食摄入量的模式。

研究人员将使用大龄儿童身体活动问卷 (PAQ-C) 收集患者的身体活动数据，并将使用 Spearman 相关系数进行分析。 临床数据管理将由首席研究员和 GI 研究员/合作研究员负责，并将通过 Nemours 的 REDCap 系统使用安全数据库 REDCap。

粪便样本采集 经家长/监护人许可，收集在无菌容器中的粪便将在家中或门诊排便后 12 小时内带到单独的临床实验室，在那里将通过使用 FLOQswab 刷子 x 3（Copan Diagnostics, Murrieta, CA) 拭子将预先贴上反映患者编号、样本编号和日期的去识别化代码，样本将放入干冰中，然后转移到 -80 摄氏度的冰箱中，直到由研究人员转移到 CHOP 微生物组中心。

细菌 DNA 分离 DNA 将使用 DNeasy PowerSoil 试剂盒按照制造商的说明（Qiagen, Germantown, MD）从样品中提取。 将使用 NexteraXT 套件（Illumina，圣地亚哥，加利福尼亚州，美国）从 1 ng DNA 生成鸟枪文库。 文库将在 Illumina HiSeq 2500 上以高输出模式使用 2x125bp 化学进行测序。

生物信息学处理和统计分析 体重增加、HgbA1c、与营养饮食记录相关的身体活动或其他结果的差异将使用 t 检验或 Mann Whitney U 检验进行评估，并针对协变量进行调整。 将使用混合效应模型进一步检查营养记录与结果之间的关系，并针对关键身体活动或饮食变量的影响进行调整。

FASTQ 文件将使用 Nemours 开发的既定计算管道进行分析。