近年來,研究人員發(fā)現(xiàn)人類生命活動(dòng)早期的菌群構(gòu)成不僅對(duì)新生兒的生理發(fā)育至關(guān)重要,也對(duì)他們未來的健康產(chǎn)生非常重要的影響。異常菌群可以通過引起免疫和代謝系統(tǒng)紊亂導(dǎo)致新生兒疾病,同時(shí)也會(huì)增大兒童和成年時(shí)患相關(guān)疾病的概率。新生兒菌群異常會(huì)通過分娩(自然分娩或剖宮產(chǎn))、喂養(yǎng)(母乳或配方奶)、抗生素?cái)z入、飲食和環(huán)境暴露等引起。流行病學(xué)調(diào)查數(shù)據(jù)顯示這些因素與多種疾病之間存在明確的相關(guān)性。比如,剖宮產(chǎn)與自然分娩的新生兒相比,菌群差異顯著。因前者缺少了母親生殖道中的某些微生物組分,所以剖宮產(chǎn)新生兒通常免疫力較弱,且患肥胖、過敏和哮喘等慢性疾病的風(fēng)險(xiǎn)增加。有臨床試驗(yàn)甚至嘗試通過移植生殖道菌群的方法恢復(fù)這些組分,希望能夠使剖宮產(chǎn)新生兒獲得來自母親生殖道的菌群。
長期以來,人們普遍認(rèn)為宮腔是一個(gè)無菌的環(huán)境,只有當(dāng)新生兒出生時(shí)才首次接觸微生物。所以之前幾乎所有的知識(shí)和臨床干預(yù)操作都是建立在分娩或出生后獲得菌群的理論基礎(chǔ)之上,對(duì)新生兒最初的菌群定植以及孕期和產(chǎn)前菌群結(jié)構(gòu)的影響因素,目前仍然有許多的未解之謎。實(shí)際上,人們還不能確定人體微生物何時(shí)開始以及如何開始。新生兒第一次接觸微生物發(fā)生在分娩之前還是出生以后?孕期健康能否改變母親的微生物群并傳遞給嬰兒?日前,中國科學(xué)院北京生命科學(xué)研究院趙方慶課題組在國際學(xué)術(shù)期刊Gut上發(fā)表了題為Dysbiosis of maternal and neonatal microbiota associated with gestational diabetes mellitus 的研究論文,介紹了他們研究新生兒初始菌群定植和變化的最新成果,在揭示孕期健康對(duì)孕嬰微生物組的塑造作用方面取得重要進(jìn)展。
研究人員經(jīng)過兩年半的時(shí)間從486個(gè)孕婦和新生兒的多個(gè)身體位點(diǎn)收集了上千例樣本。入選的新生兒大多為剖宮產(chǎn),樣本類型包括羊水、口腔、咽喉和腸道,除腸道外均采自剛分娩數(shù)秒時(shí)間內(nèi),避免了分娩時(shí)受到產(chǎn)婦生殖道微生物的污染以及出生后細(xì)菌的快速增殖,因此能夠反映新生兒出生前在宮腔內(nèi)的菌群定植情況。其中特別是深處于新生兒體內(nèi)的咽喉位點(diǎn),在剖宮產(chǎn)過程中不會(huì)接觸到外界環(huán)境,所以可以完全排除產(chǎn)婦和周邊菌群的干擾。基于16S rRNA基因的深度測序和分析,研究人員從新生兒所有的樣本類型中都檢測到了門類豐富的細(xì)菌,其多樣性超過孕婦陰道菌群,有的樣本類型甚至接近孕婦口腔和腸道,并且樣本類型之間在菌群聚類時(shí)形成了明顯不同的簇。這些證據(jù)表明新生兒最初的菌群定植遠(yuǎn)早于先前的假設(shè),而是在宮腔內(nèi)已發(fā)生并出現(xiàn)了原始的位點(diǎn)特異性群落分化(圖)。為了進(jìn)一步探索母體對(duì)新生兒菌群的貢獻(xiàn),研究人員以妊娠期糖尿病作為病例,揭示孕期健康導(dǎo)致的微生物擾動(dòng)對(duì)新生兒菌群的影響。結(jié)果觀察到母親患有妊娠期糖尿病的新生兒,其微生物群落組成發(fā)生了明顯改變,而且在患病組樣本間呈現(xiàn)出趨同發(fā)展的特征。不僅如此,無論是菌屬豐度還是相關(guān)性,許多細(xì)菌在新生兒和孕婦多位點(diǎn)間的變化趨勢高度一致,說明妊娠期糖尿病可能在孕期塑造了相似的孕嬰菌群結(jié)構(gòu),當(dāng)然也可能是發(fā)生了改變的孕婦菌群垂直傳播給了后代。通過對(duì)新生兒腸道樣本進(jìn)行宏基因組測序,研究人員還發(fā)現(xiàn)與妊娠期糖尿病相關(guān)的新生兒菌群發(fā)生改變,進(jìn)而導(dǎo)致了腸道微生物代謝潛力的降低以及病毒檢出率的提高,因此妊娠期糖尿病可能會(huì)對(duì)新生兒健康產(chǎn)生風(fēng)險(xiǎn)。
該研究證明了新生兒在出生前就已經(jīng)獲得了微生物“種子”,定植的菌群已出現(xiàn)較原始的位點(diǎn)特異性分化。盡管人們尚不清楚它們從母體到胎兒的傳遞途徑,但這些發(fā)現(xiàn)將有助于更好地理解人體微生物的起源以及孕婦菌群對(duì)胎兒健康的影響。這項(xiàng)研究展示了另外一種潛在的遺傳形式——菌群遺傳,讓我們認(rèn)識(shí)了孕期健康對(duì)新生兒生命活動(dòng)初期菌群形態(tài)建成的貢獻(xiàn),強(qiáng)調(diào)了解孕嬰菌群的重要性,并提供了一種有前景的思路,即通過母體干預(yù)來調(diào)節(jié)初始菌群定植以及微生物之間的相互作用,以降低孕期疾病導(dǎo)致不良妊娠結(jié)局的風(fēng)險(xiǎn)。
北京生科院副研究員王金鋒、博士史文聿和溫州市人民醫(yī)院婦產(chǎn)科實(shí)驗(yàn)室主任鄭加永為論文的共同第一作者,趙方慶為通訊作者。研究得到了國家自然科學(xué)基金優(yōu)秀青年項(xiàng)目及面上項(xiàng)目、國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、中科院重點(diǎn)部署項(xiàng)目(微生物組計(jì)劃)的資助。
來源:生物谷
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