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婴儿的微生物群究竟来自哪里?横竖健康胎盘里没找到

admin 2019-12-04 243人围观 ,发现0个评论

本文由《Nature 天然科研》授权转载,欢迎拜访重视

原文作者:Nicola Segata

研讨人员剖析了几百个胎盘后,发现胎盘中不存在任何能够进入胎儿肠道的微生物,这一重要发现将提醒人体微生物群是怎么构成的。

前期人体胚胎中并没有微生物,但在断奶后的婴儿体内却能发现微生物群落(或称微生物群),其杂乱程度堪比成年人的。人体与其微生物群之间的共生联系究竟是怎么构成以及何时构成的,一直是抢手的研讨课题。不久前,de Goffau等人[1]在《天然》宣布依据标明,在健康妊娠期间,作为母胎界面的胎盘并无微生物定殖,因而也不行能成为婴儿微生物群宫内发育的首要途径。

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de Goffau等人[1]在《天然》宣布的论文

Human placenta has no microbiome bu婴儿的微生物群究竟来自哪里?横竖健康胎盘里没找到t can contain potential pathogens

假如人体的微生物定殖的确发作在子宫内,这将对前期免疫系统的构成进程发作要害影响。婴儿出世后的第一次排便中现已充满了各种微生物,但科学家并不清楚这究竟是婴儿在临产中[2]和临产后[3]取得的微生物,仍是出世前婴儿的微生物群究竟来自哪里?横竖健康胎盘里没找到就已定殖在胎儿体内的微生物。由于收集胎儿肠道内容物的难度远大于在(选择性)剖宫产时收集胎盘和羊水样本的难度,科学家一直把眼光放在母胎界面的胎盘和羊水上。在胎盘内和胎盘上发现微生物群落就能标明胎儿体内有微生物定殖;但在曩昔几年里,关于胎盘和羊水在健康妊娠生理条件下是无菌的这一长时间理论,研讨人员既给出了支撑依据[4-7],也给出了辩驳依据[8-11]。现在这场争辩仍然在持续[12,13](见图1)。

图1|婴儿肠道细菌定殖的或许场景。

a)长时间以来的一种观念是,人体胎盘和胎儿体内都没有微生物。因而,新生儿被以为是在临产中从母体和环境中取得肠道细菌(赤色区域为细菌来历),临产办法和喂食形式(母乳喂食或奶粉喂食)也会发作进一步的影响。

b) 可是,曩昔几年来,有依据[8-11]显现胎盘中含有细菌;婴儿肠道的细菌定殖也被以为发作在子宫内。

c) 即便胎盘中没有微生物,在特定条件下,胎儿肠道会取得来自母体的细菌,发作宫内定殖。de Goffau等人1最新给出的依据有力地标明,健康妊娠胎盘中没有细菌,因而能够扫除场景b。

科学家未发作分歧的一点是,在健康妊娠中,胎盘和羊水的细菌浓度不行能像成年人口腔或肠道细菌的浓度那么高。如此一来,胎盘样本研讨者所面临的技能应战就成了怎么把这些安排中的确存在的少数微生物,与试验东西上的细菌以及采样进程中的污染区别开来。少数的微生物污染或许十分遍及,污染源能够是空气、理论上无菌的DNA提取试剂盒[14]以及其它与DNA处理和测序相关的试验用品[15]。因而,这类研讨需求严厉考虑潜在污染的影响,最好还能用足够大的样本量保证计算稳健性。de Goffau等人的研讨刚好满意了以上条件。

研讨团队选用全DNA测序办法剖析了537名女人的胎盘样本,寻觅这些样本中的微生物,这也是同类研讨迄今为止运用的最大样本量。团队用相同的DNA提取试剂盒和测序过程剖析了阴性对照,这儿的阴性对照是指理论上不含有生物物质的“空白”样本。一起,团队还在胎盘样本中参加已知量的沙门氏菌,生成了阳性对照,用来检测样本中或许存在的其他微生物的丰度。至于测序,作者运用了两种互补的技能,分别为鸟枪法宏基因组测序[16]和16S rRNA基因扩增子测序[17],运用两种办法的意图是计入不同技能或许存在的偏倚。研讨成果很明显:健康妊娠胎盘中不含有微生物,污染问题是对全部检测到的细菌的合理解说。

论文报导的一些试验细节标明,当样本中的细菌浓度极低时,污染微生物有多么遍及。比方,鸟枪法宏基因组测序检测到了婴儿的微生物群究竟来自哪里?横竖健康胎盘里没找到霍乱弧菌和肺炎链球菌,并发现这两种致病菌与该仪器之前测序过的菌株相匹配。因而,这两种细菌之所以存在,极有或许是由于作者的测序仪发作了穿插感染。现代测序技能关于少数细菌的检测力的确是一些试验需求面临的问题,由于即便是微量的污染物也会导致假阳性的检测成果。作者样本中的严峻污染首要发作在样品制备前期,而非后期。研讨成果证明了此前宣布的一项研讨[14],该研讨发现商业DNA提取试剂盒含有相对丰厚的微生物群,并依据空白对照样本提取的遗传物质,判定出了不同公司试剂盒的不同细菌群落。

整体而言,de Goffau和搭档采取了较为杂乱的过程去辨认污染物,并从中得出一个明晰的定论:能够说在他们的研讨中只发现了一种细菌,并且只存在于大约5%的样本中。这一确凿依据证明了胎盘中并不存在功能性微生物群,并且婴儿根本不行能在生理条件正常的胎盘中取得了这些微生物。

作者在胎盘中偶然检测到的细菌是无乳链球菌。假如母亲在临产时带着这类细菌,就会传递给新生儿,导致肺炎、败血症和脑膜炎。现在已有多种临床手法能够用来防备这类细菌的传达[18]。在部分胎盘样本中发现无乳链球菌与健康妊娠子宫不含微生物的观念并不抵触,由于这种细菌与疾病相关。的确如此,无乳链球菌作为胎盘中仅有发现的细菌,且只存在于少数样本中,正好印证了这样一种预期,即少数怀孕妇女会遭到这种细菌的感染,并经过宫内传达,这也反过来增加了试验成果的可信度。

de Goffau和搭档展开的这项大规模严厉对照研讨,为胎盘无菌的说法供给了可信依据。一起,该研讨还为其它人体器官或安排的研讨设置了基准——它们至多只带着少数细菌,如肺部或血液。尽管如此,阴性成果一般很难作为决定性依据,因而子宫没有微生物的理论也有待进一步检视。细菌在特定条件下能够打破许多宿主屏障,只需有一个细菌细胞抵达胎儿肠道,就有或许发动宫内定殖。人体宿主与微生物群之间的共生联系是怎么构成的,仍然是一个很有意思的基础科学问题。不过到现在为止,咱们至少能够肯定地说,胎盘不是一个细菌库,也不是健康情况下胎儿取得各种微生物的直接首要来历。

参考文献:

1. de Goffau, M. C. et al. Nature572, 329–334 (2019).

2. Ferretti, P. et al. Cell Host Microbe 24, 133–145 (2018).

3. Korpela, K. et al. Genome Res.28, 561–568 (2018).

4. Leon, L. J. et al. Appl. Environ. Microbiol.84, e00483-18 (2018).

5. Leiby, J. S. et al. Microbiome 6, 196 (2018).

6. Theis, K. R. et al. Am. J. Obstet. Gynecol.220, 267–267 (2019).

7. Lim, E. S., Rodriguez, C. & Holtz, L. R. Microbiome 6, 87 (2018).

8. Collado, M. C., Rautava, S., Aakko, J., Isolauri, E. & Salminen, S. Sci. Rep. 6, 23129 (2016).

9. Urushiyama, D. et al. Sci. Rep.7, 12171 (2017).

10. Aagaard, K. et al. Sci. Transl. M婴儿的微生物群究竟来自哪里?横竖健康胎盘里没找到ed. 6, 237ra65 (2014)

11. Antony, K. M. et al. Am. J. Obstet. Gynecol.212, 653 (2015).

12. Perez-Muoz, M. E., Arrieta, M. C., Ramer-Tait, A. E. & Walter, J. Microbiome5, 48 (2017).

13. Bushman, F. D. Am. J. Obstet. Gynecol.220, 213–214 (2019).

14. Salter, S. J. et al. BMC Biol. 12, 87 (2014).

15. Eisenhofer, R. et al. Trends Microbiol.27, 105–117 (2019).

16. Quince, C., Walker, A. W., Simpson, J. T., Loman, N. J. & Segata, N. Nature Biotechnol.35, 833–844 (2017).

17. Hamady, M. & Knight, R. Genome Res. 19, 1141–1152 (2009).

18. Johri, A. K. et al. Nature Rev. Microbiol.4, 932孙一明–942 (2006).

原文以No bacteria found in healthy placentas为标题

宣布在2019年7月31日的《天然》新闻与观念上

Nature|doi:10.1038/d41586-019-02262-8

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