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婴儿的微生物群到底来自哪里?反正健康胎盘里没找到
发布日期: 2019-11-19 12:37:47    作者:佚名     来源:未知

本文经自然科学研究授权转载。欢迎参观和关注。

原作者:nicola segata

研究人员分析了数百个胎盘,发现胎盘中没有微生物可以进入胎儿的肠道。这一重要发现将揭示人类微生物群是如何形成的。

早期人类胚胎中没有微生物,但是在断奶的婴儿中可以发现微生物群落(或微生物群落),它们和成年人一样复杂。人体与其微生物群落之间的共生关系是如何以及何时形成的一直是一个热门的研究课题。不久前,de goffau等人[1]在《自然》杂志上发表的证据表明,在健康怀孕期间,胎盘作为母亲-胎儿界面不会被微生物占据,因此它不太可能成为婴儿微生物群宫内发育的主要通道。

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德·戈法等人,[1]发表在《自然》杂志上的论文

人类胎盘没有微生物群,但可能含有潜在的病原体

如果人体内的微生物确实在子宫内定居,它将对早期免疫系统的形成过程产生关键影响。婴儿出生后的第一次排便已经充满了各种微生物,但科学家不知道这是婴儿在分娩后[2]和[3]期间获得的微生物,还是出生前在胎儿体内定居的微生物。由于在(选择性)剖宫产术中收集胎儿肠内容物比收集胎盘和羊水样本要困难得多,科学家们一直关注母体-胎儿界面的胎盘和羊水。胎盘内和胎盘上微生物群落的发现可以表明微生物在胎儿体内的定植。然而,在过去的几年里,研究人员为胎盘和羊水在健康妊娠的生理条件下是无菌的长期理论提供了支持证据[4-7]和反驳证据[8-11]。辩论仍在[12,13上进行(见图1)。

图1|婴儿肠道细菌定植的可能情况。

长期以来,人们一直认为人类胎盘或胎儿中没有微生物。因此,新生儿被认为是在分娩过程中从母亲和环境中获得肠道细菌(红色区域是细菌来源),分娩方式和喂养方式(母乳喂养或奶粉喂养)也会有进一步的影响。

然而,在过去几年里,有证据表明[8-11]胎盘含有细菌;婴儿肠道的细菌定植也被认为发生在子宫内。

c)即使胎盘中没有微生物,在一定条件下,胎儿肠道也会从母亲那里获得细菌并进行宫内定植。来自de goffau等人1的最新证据强烈表明,在健康的怀孕胎盘中没有细菌,因此可以排除方案B。

科学家们并不反对的是,在健康的怀孕期间,胎盘和羊水中的细菌浓度不能像成人口腔或肠道中的细菌浓度那样高。因此,胎盘样本研究人员面临的技术挑战是如何将这些组织中存在的少量微生物与实验工具上的细菌以及采样过程中的污染区分开来。少量微生物污染可能非常常见,污染源可能是空气、理论上无菌的dna提取试剂盒([14),以及其他与dna处理和测序相关的实验用品([15)。因此,这种研究需要认真考虑潜在污染的影响,最好使用足够大的样本量来确保统计稳健性。De goffau等人的研究正好符合上述条件。

研究小组使用全dna测序分析了537个女性胎盘样本,以发现这些样本中的微生物,这也是迄今为止类似研究中使用的最大样本量。该小组用相同的dna提取试剂盒和测序步骤分析阴性对照,其中阴性对照指理论上不含生物物质的“空白”样品。与此同时,该小组还向胎盘样品中添加了已知量的沙门氏菌,以产生阳性对照来检测样品中可能存在的其他微生物的丰度。至于测序,作者使用了两种互补技术,即鸟枪式宏基因组测序总的来说,de goffau和他的同事采取了更复杂的步骤来识别污染物,并得出了一个明确的结论:可以说,在他们的研究中只发现了一种细菌,并且只存在于大约5%的样本中。这一结论性证据证明胎盘中不存在功能性微生物群,在正常生理条件下,婴儿几乎不可能在胎盘中获得这些微生物。和16s rrna基因扩增子测序作者偶尔在胎盘中发现的细菌是无乳链球菌。如果母亲在分娩时携带细菌,它将被传染给新生儿,导致肺炎、败血症和脑膜炎。目前,有许多临床方法可以用来防止这种细菌的传播,De goffau和他的同事进行了这项大规模严格控制的研究,为胎盘不孕的说法提供了可信的证据。同时,这项研究还为其他人体器官或组织的研究设定了一个基准——它们最多携带少量细菌,如肺或血液。然而,阴性结果通常难以用作结论性证据,因此子宫中没有微生物的理论需要进一步检验。细菌可以在特定条件下突破许多宿主屏障。只要一个细菌细胞到达胎儿的肠道,就有可能开始宫内定植。如何在宿主和微生物群落之间形成共生关系仍然是一个有趣的基础科学问题。然而,到目前为止,我们至少可以肯定地说,胎盘不是细菌库,也不是胎儿在健康条件下获得各种微生物的直接主要来源。。在一些胎盘样本中发现无乳链球菌与健康怀孕子宫不含微生物的观点并不矛盾,因为这种细菌与疾病有关。事实上,无乳链球菌是在胎盘中发现的唯一细菌,仅存在于少量样本中,这恰好证实了少数孕妇将被这种细菌感染并通过子宫传播的预期,这反过来增加了实验结果的可信度。。使用这两种方法的目的是考虑不同技术的可能偏差。研究结果显而易见:健康的怀孕胎盘不含微生物,污染是所有检测到的细菌的合理解释。

本文报道的一些实验细节表明,当样品中的细菌浓度极低时,污染微生物是多么常见。例如,霍乱弧菌和肺炎链球菌通过散弹枪宏基因组测序进行检测,发现这两种致病菌与之前通过该仪器测序的菌株相匹配。因此,这两种细菌的存在很可能是由于作者序列发生器的交叉感染。现代测序技术对少量细菌的检测能力的确是一些实验需要面对的问题,因为即使是微量污染物也会导致假阳性检测结果。作者样品中的严重污染主要发生在样品制备的早期,而不是后期。该结果证实了先前发表的研究[14],该研究发现商业dna提取试剂盒包含相对丰富的微生物群落,并基于从空白对照样品中提取的遗传物质在不同公司的试剂盒中识别不同的细菌群落。

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参考:

1.de goffau,m. c .等人,nature572,329-334(2019年)。

2.ferretti,p .等人,细胞宿主微生物24,133–145(2018)。

3.korpela,k .等人,genome res.28,561-568(2018)。

4.leon,l. j. et al. appl. environ .微生物学. 84,e00483-18 (2018)。

5.leiby,j. s .等人,微生物群6,196 (2018)。

6.泰斯,k. r .等人。j. obstet .妇科杂志220,267–267(2019)。

7. lim, e. s., rodriguez, c.

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