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科研动态

Microbiome:从出生到24周,婴儿肠道菌群经历了什么?
发布时间:2017-11-27 14:57   点击率:
导读
肠道菌群被誉为人体的“第二基因组”,其对人体健康的影响是近年来生命科学领域最令人激动的发现之一。对婴幼儿肠道菌群的定量分析及其对婴幼儿健康的影响,也一直是其中的热门研究方向,并且已经获得了诸多突破性进展。这项研究的目的是描述192名母乳喂养的婴儿出生1到24周的肠道菌群的变化情况。


文献ID
题目:Evolution of gut microbiota composition from birth to 24 weeks in the INFANTMET Cohort
译名:婴儿从出生到24周的肠道菌群组成变化
期刊:Microbiome
年份:2017      IF=8.496
通讯作者:Catherine Stanton
单位:爱尔兰科克大学APC微生物研究所


材料与方法
研究对象:FT-SVD-足月顺产婴儿;FT-CS-足月剖腹产婴儿;PT-SVD-早产顺产婴儿;PT-CS-早产剖腹产婴儿。

样品类型:粪便样品

测序区域及平台:16S rRNA基因V4-V5区,Illumina 测序平台


研究成果
1. 婴儿肠道菌群形成的驱动力
1.1  婴儿肠道菌群受分娩方式和孕龄的影响。4组婴儿从出生第1周到第24周的肠道菌群组成显著不同,每个组的婴儿个体肠道菌群结构有广泛的多样性,显示了发育中的婴儿肠道菌群的多样性。
 

图1. 分娩方式和妊娠期都对出生24周婴儿肠道菌群的构成有很大影响

1.2  婴儿肠道菌群独特的代谢组图与肠道菌群的特征有关,足月分娩婴儿代谢差异不大,但是早产剖腹分娩婴儿与足月分娩产儿的代谢差异较明显。

图2. 从粪便中提取肠道微生物DNA的代谢组和16S rRNA的协惯量分析

1.3  婴儿出生第1周菌群多样性较低;随着时间推移,婴儿肠道菌群微生物分类增加,第24周显示了相对密集的微生物集群。
 

图3. 不同时期婴儿肠道菌群聚类热图

1.4  母乳喂养影响了剖腹产婴儿的肠道微生物群。在母乳喂养1至2个月的婴儿和母乳喂养2至4个月的婴儿之间,肠道菌群没有任何差异。然而,对母乳喂养不足4个月的婴儿和4个月以上的婴儿进行比较,发现足月剖腹产婴儿肠道菌群存在显著差异,而顺产婴儿之间无显著差异。双胞胎比不相关的婴儿有更多相似的肠道微生物群。


图4. 婴儿出生24周母乳喂养的持续时间影响了剖腹产婴儿的肠道微生物群


图5. 双胞胎婴儿之间肠道菌群的相似性与差异性

2. 婴幼儿肠道菌群分析
2.1  肠道菌群门和属水平丰度分析。24周的时间内,足月顺产的婴儿的肠道菌群在门和属水平保持稳定。而足月剖腹产的婴儿在第一周时,厚壁菌门丰度增加,放线菌门丰度降低。与顺产婴儿相比,早产婴儿第一周时的变形菌门丰度更高。
 

图6. 婴儿出生1到24周的肠道菌群的门水平柱状图


图7. 婴儿出生1到24周的肠道菌群的属水平柱状图

2.2  肠道微生物群的多样性随着年龄的增长而增加,在第24周,多组婴儿肠道多样性不再有比较大的差别,标志着不同分娩方式和孕龄的婴儿的肠道菌群在这个时期达到一个稳定状态。
 

图8. 不同分娩方式的婴儿肠道菌群的多样性随时间变化

2.3  除了早产顺产的婴儿,其他所有组别婴儿肠道菌群数量在1-4周数量增长,4-8周肠道菌群数量趋于稳定,但是早产顺产的婴儿肠道菌群数量在此期间增加。


图9. 婴儿出生1-24周双歧杆菌和乳酸菌的绝对含量


研究结论
研究证实了分娩方式和孕龄对新生儿早期肠道菌群的组成有显著影响。此外,足月婴儿和早产婴儿的代谢状况也存在显著差异。

在24周的时间里,长时间的母乳喂养对足月剖腹产婴儿的微生物群构成有显著影响,但对足月正常分娩婴儿无影响。

双胞胎的微生物群相似性要比两个随机选取的婴儿高,这反映了宿主基因和环境对肠道菌群相似性的影响。


亮点
本研究使用高效液相色谱质谱联用、纯培养技术和高通量测序技术,分析发现分娩方式和孕龄对新生儿早期肠道菌群的组成有显著影响。