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《自然》封面:最大規模研究揭示嬰兒腸道微生物發展的三個階段

對於腸道微生物,有一個讓人難以想像的事實:人體腸道內寄生著 10 萬億個細菌,是一個成年人自身的細胞數量的 10 倍!正常情況下人拉出的「粑粑」,除去水分的固體物中約有 50% 都是細菌的「屍體」。

腸道微生物對人體健康的影響也越來越受關注,腸道微生物也已經成為炙手可熱的研究領域。科學家們已經發現,這些寄生在腸道中的微生物,在人體多種生理生化功能中發揮著重要作用。比如,它們能夠影響體重和消化能力、能夠抵禦感染、影響自體免疫疾病的患病風險,甚至還會控制人體對癌症治療藥物的效果。

但是,對於腸道微生物與疾病健康的關聯,仍然充滿了未知,腸道微生物對於更多人類疾病中的作用仍然不清楚。

10 月 24 日,全球頂級期刊《自然》雜誌背靠背發表兩篇重磅文章,揭示了腸道微生物在嬰幼兒階段發展和影響的「秘密」。

圖 | 10 月 25 日《自然》雜誌封面(來源:nature.com)

第一篇題為《根據 TEDDY 研究看兒童早期腸道微生物的發育(Temporal development of the gut microbiome in early childhood from the TEDDY study)》的論文,是迄今為止最大規模嬰幼兒臨床微生物的研究。來自美國貝勒醫學院研究人員領導的研究團隊,通過 TEDDY(青少年糖尿病環境決定因素)研究中的數據,對 903 名 3 至 46 個月大兒童 12500 份糞便樣本的腸道微生物進行測序分析。

利用最先進的 RNA 和 DNA 測序技術,研究人員揭示嬰幼兒的腸道菌群經歷了三個不同的進展階段:發育階段(3-14 個月齡),過渡階段(15-30 個月齡)和穩定階段(31-46 個月齡)。

「我們知道,生命最初幾年對於腸道菌群的建立非常重要。一個人剛生下來時只有很少的微生物,但在生命的最初階段腸道微生物會很快聚集在體內。」貝勒醫學院 Alkek 宏基因組學與微生物研究中心主任 Joseph Petrosino 博士說,「在這項研究中,我們仔細研究了生命最初幾年微生物群的建立以及與這一系列事件相關的早期生命暴露。」

研究發現,至少部分母乳餵養與較高丰度的短雙歧桿菌(Bifidobacterium breve)和兩歧雙歧桿菌(Bifidobacterium bifidum)之間存在關聯。這兩種細菌具有益生菌特性,已知在生命早期廣泛存在。

(來源: www.pixabay.com)

此外,停止母乳餵養會加速嬰幼兒腸道菌群的成熟。一旦停止母乳餵養,嬰幼兒體內那些具有處理人乳能力的雙歧桿菌菌株就會消失,不具備處理母乳代謝物能力的雙歧桿菌菌株就會生長,並體現出較高豐富的厚壁菌門細菌。這也這意味著停止母乳餵養後嬰幼兒的腸道菌群會迅速通過其它階段進入穩定階段。

Petrosino 表示,「這提供了早期飲食如何影響腸道菌群發展的見解,進一步的研究將有助於更好地理解加速腸道菌群成熟速度的影響。」

此外,研究人員還揭示了不同分娩方式對嬰幼兒腸道菌群的影響。在那些經陰道分娩的嬰幼兒腸道內,擁有更豐富的擬桿菌屬細菌。並且這些嬰幼兒往往在生命的前 40 個月會擁有更多的腸道微生物。

「這些信息對於未來用於科學發現和潛在干預目的的嬰幼兒群體腸道菌群研究非常有用。我們這種通過對菌群發展分階段的方式可以為研究人員提供額外的解決方案,以揭示可能與疾病相關的差異。」Petrosino 說。

(來源:wikipedia)

TEDDY 研究已經收集了近 10 年來包括美國和歐洲的六個臨床研究中心,涉及數千名具有 1 型糖尿病(T1D)遺傳易感性或 T1D 患者一級親屬的新生兒,目的就是了解導致青少年 1 型糖尿病遺傳風險增加的原因。

所以在《自然》雜誌同期發表的第二篇題為《根據 TEDDY 研究看早發 1 型糖尿病腸道菌群(The human gut microbiome in early-onset type 1 diabetes from the TEDDY study)》的研究中,由哈佛醫學院醫學教授 Ramnik Xavier 領導的團隊,則揭示了腸道微生物與青少年 1 型糖尿病之間的關聯。

(來源:prensalibre.com)

研究人員分析了參與 TEDDY 研究的 783 名兒童糞便樣本中的 10913 個宏基因組(所有微生物菌群基因組的總和),這些樣本從嬰幼兒 3 個月大開始,每個月收集一次,直到臨床終點(發生胰島自身免疫或 T1D)。

研究小組發現,對照兒童的腸道菌群中含有更多與發酵和短鏈脂肪酸生物合成相關的基因。這表明,製備短鏈脂肪酸的腸道微生物功能在早發 T1D 的保護作用方面發揮著重要作用。

貝勒醫學院的 Christopher J. Stewart 博士說:「這些初步分析加強了以前的相關研究,並在生命的關鍵時期揭示了重要的微生物組合。該研究的發現將為接下來的工作鋪平道路,以闡明腸道菌群如何影響健康和疾病,特別是 1 型糖尿病。」

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