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Nature:母乳喂养是婴儿肠道菌落关键因素

2018-10-29 作者:伸远健康 国际新闻纵横

昨日,《Nature》两篇关于婴儿肠道菌群的文章占据了杂志封面。一项大型研究项目——TEDDY,揭示了围绕“婴儿肠道微生物”的最新研究成果,包括母乳喂养,婴儿肠道菌群发展和糖尿病之间的关联。

TEDDY(The Environmental Determinants of Diabetes in the Young)项目由美国、瑞典、芬兰、德国6个临床研究中心进行并已经坚持10年、旨在解析引发儿童1型糖尿病原因的研究,是迄今为止在婴儿身上进行的最大规模的临床微生物学研究之一。

 

 

 

TEDDY项目分为两项研究,第一项研究来自于贝勒医学院的Joseph F. Petrosino教授和他的研究团队,该项研究指出了婴儿肠道菌群发展分为三个阶段,母乳在其中起到了关键的作用,微生物的种类随着食物种类的增多而变得更加丰富。

第二项研究来自于哈佛大学的Curtis Huttenhower教授和他的研究团队,主要探究了患有1型糖尿病的婴儿的微生物群和健康婴儿的差异性,发现健康婴儿的肠道有更多短链脂肪酸合成相关的微生物,对肠道具有保护作用。

 

 

 

该项目的数据库由科学家们从美国、瑞典、德国、以及芬兰的6个临床中心,分析了903名婴幼儿的12500个粪便样本。这些样本每月采集一次,覆盖了3个月到46个月大的儿童。

获得了这些样本后,研究人员们对其做了16S rRNA基因测序,并做了宏基因组的分析,以了解不同生长阶段下,婴儿的肠道菌群会发生怎样的变化。值得一提的是,此项研究收集的信息非常庞大,也是迄今为止规模最大的婴儿微生物组数据库之一。

菌落发育的三大阶段

通过对微生物种类的深度分析,研究人员发现,婴儿的肠道菌群发育,可以被分为三个明显的阶段。

1)发育阶段(第3-14个月),这一阶段的肠道菌主要以双歧杆菌为主;

2)过渡阶段(第15-30个月),过渡期的肠道菌开始多样化,增加至4-8个群落;

3)稳定阶段(第31-46个月),进入稳定期的肠道菌群变化较小。

 

 

 

“这些信息对未来的任何微生物组研究都是非常有帮助的,”本研究的通讯作者之一Joseph Petrosino教授说道:“将(肠道菌群的)发育阶段分成三个部分,能让研究人员更好地(对细菌)进行区分,找到和疾病有关的变化。”

最新研究揭示,无论是纯母乳,还是部分母乳,都有利于婴儿肠道拥有更多的短双歧杆菌(Bifidobacterium breve)、两歧双歧杆菌(Bifidobacterium bifidum),两种在生命早期普遍存在的有益菌,均来源于母乳。

 

 

 

对于母乳喂养的婴儿,一旦停止母乳,婴儿体内的双歧杆菌会迅速减少。与此同时,婴儿体内的微生物群落也会迅速变化,大部分双歧杆菌会消失,取而代之的是厚壁菌的增加。厚壁菌是一种典型的成人微生物群,一旦停止母乳喂养,这些细菌的出现比专家们预期的要快得多。这意味着肠道菌群快速通过过渡阶段进入稳定阶段。

母乳喂养之外的影响因素

除了母乳喂养之外,研究还指出地理位置,兄弟姐妹,狗猫等小动物等都会对婴儿产生相应的影响。

Curtis Huttenhower教授通过分析婴儿的肠道菌群组成得到1型糖尿病的表征微生物。研究包括418名胰岛自身免疫的宝宝和114名患有1型糖尿病的宝宝,以健康的宝宝为对照,共分析了来自783名婴儿的近11000份粪便样本。

结果显示,健康婴儿的微生物群落中含有更多与短链脂肪酸合成有关的基因。结合已有的研究,研究团队认为,这些基因或许具有保护作用。

 

 

 

影响微生物群结构的因素有很多,分娩方式、抗生素、饮食等都是关键。何为健康的微生物群?目前并没有统一的标准。“拥有多样的微生物群通常被认为是有益的,但是我们仍然不完全了解在生命初期哪些微生物信号是有利于生长发育的。” Joseph Petrosino表示道。这一领域依然有很多空白值得探索。

需要注意的是,这项研究的主要样本来自非拉美裔的白人,结论未必适用于所有人种。但它毕竟为我们提供了宝贵的数据资源,也为将来的研究提供了重要洞见。对于婴儿来说,早期饮食可能对其肠道菌群的成型有重要的塑造作用。科学喂养,或许是后代茁壮成长的关键。

 

 

 

另外,在17年,JAMA子刊一项针对107对母婴的研究也曾指出,孩子肠道内30%的益生菌是来自于母乳喂养,而另外有10%则是来自于母亲乳房表面的细菌。此外,接受母乳喂养的孩子在开始摄入固体食物之后还能够保持这一效应,即体内益生菌的数量增长以及身体健康程度的增强。

 

 

 

出生之后,来自于母亲以及环境中的益生菌就开始在婴儿肠道内积累。这些细菌能够帮助婴儿消化食物以及训练其免疫系统识别“朋友”以及“敌人”。

肠道内菌群的恩定性对于人们抵抗多种免疫类疾病十分关键。例如,患I型糖尿病的儿童期肠道内微生物组的结构出现了异常,此外,健康的肠道能够保护机体免受过敏反应、哮喘以及IBD等疾病。

 

 

 

“母乳是神奇的液体,通过数百万年的进化,能够起到促进宝宝健康,尤其是增强其免疫能力的作用”,该研究的通讯作者Grace Aldrovandi博士如是说。

本文素材来源:

1.Shristopher J S, Nadim J,Jacqueline L , et al. Temporal development of the gut microbiome in early childhood from the TEDDY study[J]. Nature, 2018.

2.Tommi V, Eric A, Randall S , et al. The human gut microbiome in early-onset type 1 diabetes from the TEDDY study[J]. Nature, 2018.

3.Goffau M C D, Fuentes S, Bogert B V D, et al. Aberrant gut microbiota composition at the onset of type 1 diabetes in young children[J]. Diabetologia, 2014, 57(8):1569-1577.

4.Breast-feeding's role in 'seeding' infant microbiome

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