婴儿微生物群的发育有三个阶段

到目前为止，我们知道微生物组是重要的。但是，尽管有这么多的关注，我们的共生细菌在人类疾病中究竟扮演了什么角色，在很大程度上仍是未知的。本周，两篇论文连续发表在《自然》杂志上，这是迄今为止规模最大的临床微生物组研究，它们试图回答这个问题。

在一项名为“泰迪研究中儿童早期肠道微生物组的暂时发育”的研究中，贝勒医学院教授约瑟夫·彼得罗西诺博士领导的一个研究小组利用了Young (TEDDY)研究中通过环境决定因素获得的数据集。这项研究的目的是确定是什么因素导致儿童患1型糖尿病的遗传风险增加。

通过对903名儿童12500份粪便样本进行测序，研究小组确定肠道微生物组的发育经历了三个不同的微生物组发展阶段:发育阶段(3-14个月)、过渡阶段(15-30个月)和稳定阶段(31-46个月)。

“这一信息对于未来的微生物组研究是有用的，这些研究着眼于婴儿群体，用于科学发现和潜在的干预目的。”我们可以以这种方式对发育阶段进行分层的想法，可能会给研究人员提供额外的解决方案，揭示可能与疾病相关的差异，”彼得罗西诺博士说。

尽管对健康的总体影响仍不清楚，但研究发现，“母乳的摄入，无论是排他的还是部分的，都是与菌群结构相关的最重要因素。”他们发现，至少部分母乳喂养与双歧杆菌和两歧杆菌含量较高有关。此外，停止母乳喂养加速了婴儿微生物组的成熟，这意味着它迅速通过其他阶段进入稳定阶段，这一阶段的特点是具有较高数量的Firmicutes spp细菌。

“这些初步分析加强了先前的婴儿研究，也揭示了在生命的这一关键时期，微生物组的其他重要联系。”这项研究的第一作者、纽卡斯尔大学的研究员克里斯托弗·斯图尔特博士说:“这一群体未来的发现将为集中研究微生物群如何影响健康和疾病，尤其是1型糖尿病铺平道路。”

TEDDY的研究包括美国和欧洲的6个临床研究中心，并招募了数千名具有1型糖尿病(T1D)遗传易感性或T1D一级亲属的新生儿。该研究允许对可能导致T1D的微生物、遗传、环境、免疫学和其他因素进行表征。

最近发现肠道细菌与T1D的发病有关，包括拟杆菌种类的增加和产生短链脂肪酸(SCFAs)的细菌数量的减少。

发表在《自然》(Nature)杂志上的第二篇论文《来自TEDDY研究的早期1型糖尿病人体肠道微生物组》(The human gut microbiome in early-onset type 1 diabetes from The TEDDY study)对粪便样本进行了几乎同样大规模的分析，分析了783名参与TEDDY研究的儿童粪便样本中的10913个元基因组。从3个月大到临床终点(胰岛自身免疫或T1D)，每个月收集样本，以了解胰岛自身免疫、T1D诊断和其他常见早期生活事件(如抗生素治疗和益生菌)与早期肠道微生物组的自然史。

由医学博士Ramnik Xavier领导的研究小组哈佛大学医学院(Harvard Medical School)医学教授、布罗德研究所(Broad institute)核心研究所(core institute)成员发现，对照组儿童的微生物群落中含有更多与发酵和短链脂肪酸生物合成相关的基因，尽管细菌的类型不同。这表明，在早期发病的T1D中，短链脂肪酸的合成功能可能比特定类型的细菌在提供保护作用方面更为重要。

作者写道,“当我们调查更广泛的婴儿肠道菌群的建立和发展,分类和功能配置都是动态的和高度个性化的,和第一年主导生活的三种主要独家双歧杆菌物种(b . bifidum谕令,或b longum。)”,利用人乳寡糖的基因在B. longum的一个亚群中的应变特异性携带在母乳喂养的婴儿中特别存在。

综上所述，这些对TEDDY肠道元基因组的分析是肠道微生物组发育过程中与胰岛自身免疫、T1D等早期儿童期事件相关的最大、最详细的纵向功能图谱，为今后微生物组在疾病中的作用研究提供了基础。