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科研动态

Scientific Reports :
发布时间:2018-03-27 11:04   点击率:
2018年2月19日,锐翌基因和中国人民解放军总医院在《Scientific Reports》合作发表了《Initial meconium microbiome in Chinese neonates delivered naturally or by cesarean section 》,锐翌基因作为共同一作承担了宏基因组测序与分析工作,同时参与了文章撰写工作。今天带大家一起了解一下:
 
导读
已有研究报道自然分娩和剖宫产影响胎儿微生物组成。分娩方式对胎儿生命第一天的微生物组成重要性尚不清楚,而这个阶段主要受喂养的影响。使用宏基因组测序研究顺产和剖宫产分娩婴儿出生后第一个24小时内的粪便菌群,自然分娩的婴儿胎便微生物多样性显著高于剖宫产,且在自然分娩的婴儿胎便菌群中丙酸杆菌的丰度显著升高,而在剖宫产的婴儿胎便菌群中则是枯草杆菌丰度显著升高。剖宫产分娩的两个IVF新生早产儿的菌群组成与自然分娩的婴儿相似。功能代谢方面,剖宫产的代谢功能主要受优势菌群(地衣芽孢杆菌)的影响,顺产婴儿则受复合菌的影响,另外,两种不同分娩方式影响抗生素抗性基因的组成。这些研究为指导健康分娩模式和促进菌群健康提供了重要信息。
 
 
文献ID
题目:Initial meconium microbiome in Chinese neonates delivered naturally or by cesarean section 
译名:自然分娩或剖宫产分娩的中国新生儿初始胎便菌群
期刊:Scientific Reports          IF=4.259
发表时间:2018年2月
发表单位:中国人民解放军总医院
 
 
材料与方法
实验设计
参与本研究的孕妇全部签署知情同意书,孕妇的年龄、身高、妊娠期体重增加、婴儿的出生体重、体长均被记录如表1。收集8名顺产婴儿和10名剖宫产婴儿(其中包括2名早产儿)的胎便,提取DNA,进行宏基因组测序与分析。
 
 
 
 
 

表1. 孕妇和婴儿的理化指标
 
测序区域及平台
宏基因组测序,Illumina Hiseq
 
 
研究成果
1、分娩方式影响婴儿的胎便微生物
与其它因素相比较,分娩方式对婴儿胎便微生物组成影响最大(图1A)。LEfSe分析研究不同分娩方式婴儿胎便的差异微生物,结果发现FirmicutesDeinococcus Termus在顺产婴儿中显著富集;6个差异纲水平物种,ActinobacteriaGammaproteobacteriaBetaproteobacteria在顺产婴儿中显著富集,Deinococcus、AlphaproteobacteriaBacilli在剖宫产婴儿中显著富集(图1B和图1C)。10个差异种水平物种,PropionibacteriumacnesParabacteroides unclassifed和Comamonas testosteroni在顺产婴儿中显著富集,Bacillus licheniformis、Bacillus amyloliquefaciens、Eubacterium rectale、Bacteroides vulgatus、Aeromonas veronii、 Faecalibacterium prausnitzii 与Deinococcus unclassifed在剖宫产婴儿中显著富集(图1B和图1C)。
 
 
图1. 顺产和剖宫产婴儿胎便的微生物差异分析
 
剖宫产的两个早产儿(CS4和CS5)的胎便微生物组成与顺产婴儿的组成更相似(图2A)。CS4早产儿中显著富集的微生物是human herpesvirus 6B、 B. licheniformisCronobacter sakazakii,CS5早产儿中显著富集的微生物是Comamonas unclassifed、porcine type-C oncovirusEscherichia unclassifed(图2B)。
 
图2. 顺产婴儿和剖宫产婴儿胎便微生物的组成差异分析
 
2、不同分娩方式婴儿胎便优势微生物的相关性
与顺产婴儿的胎便微生物比较,剖宫产婴儿胎便种水平显著富集的微生物是B.licheniformisB.amyloliquefaciensP.acnes在顺产婴儿中显著富集(图3A)。有研究发现母亲的微生物影响婴儿肠道微生物。不同的分娩方式影响粪便、阴道、皮肤微生物,接着影响早期微生物环境的建立。分娩方式影响微生物组成,说明胎儿早期环境模式影响肠道微生物的定植。使用网络关系研究顺产和剖宫产婴儿肠道微生物的互作关系,结果显示,剖宫产婴儿肠道微生物互作主要是抑制关系,B.licheniformis与其它微生物负相关关系显著;而顺产婴儿胎便微生物群体间的相关性较强。
 
 
 

图3. 不同分娩方式婴儿胎便优势微生物的相关性
 
 3、不同分娩方式婴儿胎便微生物代谢功能的差异分析
不同分娩方式婴儿胎便微生物代谢功能差异分析比较结果显示,大部分差异集中在氨基酸代谢通路。相比较剖宫产的婴儿,顺产婴儿的肠道微生物功能在氨基酸合成和氨基酸降解上显著富集。核酸和核酸生成在顺产婴儿中显著富集,但是核酸降解在剖宫产婴儿中几乎消失;碳水化合物生物合成、无机营养代谢、乙酰辅酶A合成、胺和聚胺代谢在剖宫产婴儿中显著富集(图4)。
 
 
图4. 不同分娩方式的婴儿胎便微生物代谢功能差异分析
 
4、不同分娩方式对婴儿胎便抗性基因的影响
比较分析不同分娩方式对婴儿胎便抗性基因的影响,15个优势抗性基因结果显示如图5A。BLA_A抗性基因是主要的优势基因,在顺产婴儿中显著富集。MexHItet_RPPMexEF抗性基因在顺产婴儿中显著富集,MLS_ABCMacABVanATET_EFFLUXYkkmdrbcrBltMLS_hdr抗性基因在剖宫产婴儿中显著富集(图5B)。
 
 
图5. 不同分娩方式对婴儿胎便抗性基因分布及差异比较
 
使用相关性研究肠道微生物对代谢功能的影响,结果发现剖宫产婴儿胎便的B.licheniformisB.amyloliquefaciens物种丰度与代谢通路显著正相关,其它差异物种呈现负相关关系(图6)。顺产婴儿胎便的代谢通路受除B.licheniformis外的复合菌的影响。顺产婴儿胎便代谢通路相关的肠道微生物的多样性高,有助于避免某些特定代谢功能的缺失。顺产婴儿的微生物多样性高,所以其代谢通路是多样丰富的。剖宫产婴儿胎便代谢通路主要受优势菌群B. licheniformis的影响,顺产婴儿的代谢通路则由于复合菌的作用表现出更高的同质性。
 
图6. 不同分娩方式婴儿肠道微生物和代谢功能的相关性分析
 
 
研究结论
不同的分娩方式对婴儿胎便微生物的组成影响:顺产的婴儿胎便的优势菌群是丙酸菌属,可能来源于皮肤或者是阴道;剖宫产的婴儿胎便优势菌群是地衣芽胞杆菌,阴道和母体没有该菌,该菌来源于环境。顺产方式分娩的胎儿受环境因素的影响较小。
 
 
亮点
1、首次描述发现了与其它剖宫产婴儿的胎便微生物相比较,剖宫产的早产儿的胎便微生物组成与顺产婴儿的胎便微生物的组成更相似。
2、顺产婴儿胎便的肠道微生物组成丰富多样,其代谢通路多样均质;而剖宫产的婴儿胎便微生物B.licheniformis显著富集,与其它菌成负相关,抑制其它菌增长。


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