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生殖研究 Reproductive study

《細胞》子刊:別擔心剖宮產對寶寶腸菌的影響!5年縱向追蹤新生兒腸菌變化發現,剖宮產出生嬰兒的腸菌也會逐漸“長大”

發布日期:2021-06-06    作者:昭遠制藥    


人生而帶腸道菌嗎?人體腸道菌群的定植起源與發展演化過程一直吸引著科學家們的關注。一些研究指出,在正常妊娠期間,新生兒在母親子宮內是無菌的[1,2]。分娩時,新生兒從母親及環境獲得腸道菌[3]。


目前尚不清楚外部環境如何影響幼崽的腸道菌群 [4]。人們認為“優先效應”可能對嬰幼兒腸道菌群結構和功能產生長期影響[5]。優先效應指的是腸道菌出現在腸道中的順序,頗有點先到先得的意思。


在人類幼崽腸道菌群發展過程中,到底發生了什么?雖然目前已經有一系列的研究對嬰幼兒(0-3歲)、學齡前兒童(3-6歲)和學齡期兒童(6歲以上)的腸道菌群進行了調查,但仍然缺乏長時間、多層次的縱向隊列研究。


不同年齡段人類幼崽腸道菌群向成人腸道菌群的發展演化過程尚無充分的研究。


這不想啥就來啥!


最近Cell Host & Microbe雜志發表了來自瑞典哥德堡大學Fredrik B?ckhed研究組的重要研究成果,揭示了0-5歲兒童的腸道菌群發育軌跡[6]。研究者們發現兒童腸道菌群發育的軌跡相似、但速度不同。5歲兒童的腸道菌群仍在發育,尚未達到成年人的復雜程度。同時,與人類健康相關的晚期定植菌隨著兒童和成人的腸道菌群α多樣性(菌群豐富度)增加而增加。


此外,該研究還發現雖然剖腹產對兒童早期的腸道菌群有較大影響,但這種影響在兒童3-5歲時逐漸消除。


在這項研究中,研究者對471名瑞典兒童(302名順產出生,169名剖腹產出生)的腸道菌群進行了連續5年的縱向隊列研究。


研究者取樣的5個時間點是出生后1周(new born, NB)、4個月(4M)、12個月(12M)、3歲(3Y)及5歲(5Y)。


同時研究者也分析了357名產后母親的腸道菌群(Mothers),并將這些數據與已發表的101名瑞典健康成人的腸道菌群數據(S3WP)進行了比較分析。


隨著年齡增長,兒童腸道菌群豐富度不斷增加


研究人員發現,兒童腸道菌群的α多樣性(用于衡量菌群的豐富程度)隨年齡的增加而增加,但是在5歲時仍低于成人的水平。


有意思的是,該研究指出出生方式、性別、一歲時使用抗生素以及嬰兒出生后前4個月純母乳喂養這些因素并不會影響腸道菌群α多樣性。


同時,兒童腸道菌群結構在不同的年齡發生了顯著變化。兒童年齡越大腸道菌群越接近于成人,但在5歲時與成人比,仍存在顯著差異。兒童腸道菌群結構變化最大的時期是4到12個月,變化最小是在3歲到5歲。

不同年齡兒童腸道菌群多樣性發育軌跡


兒童腸道菌群發育的軌跡相似,速度不同


為了更好的表征的腸道菌群結構的動態變化特征,研究者將兒童腸道菌群結構的發育軌跡分為四類:


①4個月時相對豐度最高的屬,如雙歧桿菌(Bifidobacterium)、乳酸菌;


②相對豐度在12個月達到峰值的屬,如真桿菌(Eubacterium)、瘤胃球菌(Ruminococcus);


③相對豐度在4 ~ 12個月間迅速增加、3年后達到穩定水平的屬,如擬桿菌(Bacteroides);


④相對豐度在12個月后增加、并在3 ~ 5年間繼續增加的屬,如甲烷諾桿菌(Methanobrevibacter)和克里斯滕森菌科(Christensenellaceae)。


其中,甲烷諾桿菌(Methanobrevibacter)和克里斯滕森菌科(Christensenellaceae)出現較晚,在兒童5歲時仍未達到成年人水平。

不同年齡兒童腸道菌群結構發育軌跡


兒童隨年齡增長而變化的腸道菌群類型


研究者將腸道菌群樣本分為了14種菌屬類型。這些類型中,3種在新生兒常見(NB1-3),4種在4月齡兒童常見(4M1-4),3種在12月齡兒童常見(12M1-3),3種在3-5歲兒童常見(Child1-3),1種在成人中常見。


這些菌群類型中屬的相對豐度也與其年齡變化軌跡大致一致。同時,菌群α多樣性也呈現出隨著年齡增長,不斷遞增的特點。此外,研究者還觀察到兒童腸道菌群的發育速度并不一致。

不同年齡兒童腸道菌群的發育速度并不一致


剖腹產導致的腸菌差異會逐漸彌合


科學家們發現有很多因素都會影響我們人類幼崽的腸道菌群,進而影響健康。這些因素包括出生方式(順產或剖腹產)、嬰兒喂養方式(母乳或配方奶粉喂養)等[6]。


本文研究者發現不同出生方式的新生兒和4月齡嬰兒的腸道菌群結構明顯不同,但隨著年齡增加,彼此結構差異不斷降低。


在12個月齡時,剖腹產嬰兒具有更高比例的低多樣性菌群類型(12M1和12M2)。令人意外的是,在5歲時,相比順產兒童,剖腹產兒童的菌群多樣性卻變得更高,同時擁有更高比例的成人菌群。


上述結果表明順產和剖腹產對兒童的影響會很深遠,可惜研究者沒有告訴我們,不同出生方式的兒童,其腸道菌群是否與一些健康行為相關。

剖腹產與順產兒童腸菌隨生長變化


小結


這篇文章讓我再次拓展了對腸道菌群的認知邊界。我認為這篇研究有3大亮點:


第一、該研究最大的亮點在于構建了長達5年的兒童腸道菌群縱向隊列,同時進一步研究了腸道菌群隨著年齡變化的發育軌跡。


俗語講得好:窺一斑而知全貌,這篇文章給了我“窺全貌“的感覺。


第二、該研究指出腸道菌群中的不同細菌類型有不同的發育軌跡。許多與成人健康相關的菌群在兒童年齡較大時才會獲得。同時,該研究指出5歲兒童的腸道菌群仍在發育,尚未達到成年人的復雜程度。


果然,我們的腸道菌也是慢慢長大!


第三、不同出生方式確實會對兒童早期腸道菌群有影響,這種影響在3-5歲時逐漸消除。




參考文獻:

[1] de Goffau MC, Lager S, Sovio U, et al. Human placenta has no microbiome but can contain potential pathogens [published correction appears in Nature. 2019 Oct;574(7778):E15]. Nature. 2019;572(7769):329-334. doi:10.1038/s41586-019-1451-5

[2] Kennedy KM, Gerlach MJ, Adam T, et al. Fetal meconium does not have a detectable microbiota before birth [published online ahead of print, 2021 May 10]. Nat Microbiol. 2021;10.1038/s41564-021-00904-0. doi:10.1038/s41564-021-00904-0

[3] Ferretti P, Pasolli E, Tett A, et al. Mother-to-Infant Microbial Transmission from Different Body Sites Shapes the Developing Infant Gut Microbiome. Cell Host Microbe. 2018;24(1):133-145.e5. doi:10.1016/j.chom.2018.06.005

[4] Derrien M, Alvarez AS, de Vos WM. The Gut Microbiota in the First Decade of Life. Trends Microbiol. 2019;27(12):997-1010. doi:10.1016/j.tim.2019.08.001

[5] Sprockett D, Fukami T, Relman DA. Role of priority effects in the early-life assembly of the gut microbiota. Nat Rev Gastroenterol Hepatol. 2018;15(4):197-205. doi:10.1038/nrgastro.2017.173

[6] Roswall J, Olsson LM, Kovatcheva-Datchary P, et al. Developmental trajectory of the healthy human gut microbiota during the first 5 years of life. Cell Host Microbe. 2021;29(5):765-776.e3. doi:10.1016/j.chom.2021.02.021



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