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赵方庆:18分钟解说母亲如何将菌群"遗传"给子孙

2020 年 9 月 21~22 日,热心肠研讨院携手 Swisse 斯维诗于线上举办了 GUT2020 系列活动之“微生态养分弥补剂与肠道健康前沿论坛”,特邀 8 位嘉宾出镜宣布了在线讲演,一起讨论怎么经过养分改进微生态环境,助力肠道健康。

今日,咱们特别收拾并发布中国科学院北京生命科学研讨院赵方庆教师的讲演视频及图文实录,以飨读者。

赵方庆

中国科学院北京生命科学研讨院教授

中国科学院北京生命科学研讨院“百人方案”研讨员、中国科学院大学医学院岗位教授、优青基金取得者、首届北京市杰出青年基金取得者。近年来,先后掌管国家自然科学基金 7 项、国家要点研制方案课题 3 项、国防科技立异特区项目、中国科学院“科技立异穿插与协作团队”项目和中科院院长特别奖基金等。在Gut、Genome Biology、Nature Communications、ISME等刊物上宣布通讯作者论文 40 余篇。

咱们好,我叫赵方庆,来自中国科学院北京生命科学研讨院。今日我给咱们带来的讲演的标题是《母婴交互与新生儿肠道菌群的刻画》。

那么咱们都十分关怀咱们下一代的健康成长,咱们也猎奇,新生儿的肠道微生物和成年人有什么差异?

他们之间最大的差异在于菌群结构的稳定性。和成年人比较,从刚刚出世的胎儿、新生儿,到一岁、两岁、三岁,他们的菌群的改动都是十分剧烈的。

咱们可以看到,在刚刚出世的时分,他的菌群多样性相对来说比较低。那么跟着年纪的增加,咱们可以看到,他的微生物的多样性明显地提高。可是,他所遭到的扰动的要素相关于成年人来说也更多、更为剧烈。所以他的菌群相对来说愈加不稳定。

这就提示咱们,往后要更为重视新生儿肠道的健康,因为这与他的生长发育、免疫等等联络十分亲近。

那么首要,咱们想去探究一下,新生儿和菌群是什么时分第一次发生触摸的。这儿面有正、反两方面的观念。

有的人以为,新生儿在出世之前并没有触摸到微生物。只有当刚刚出世的时分,咱们他是经过剖宫产,那么他首要触摸到的是皮肤,或许体外的这种微生物。咱们他是安产,那么他首要触摸到的,便是母亲的产道的微生物。

所以这个论题,其实也是困扰整个研讨范畴的一个核心问题。这个问题的本源在于,咱们对菌群进行研讨所选用的办法,要么是经过菌群的培育,要么是经过对菌群的测序,这儿面总是难以避免外源微生物的这种搅扰。

直到最近,2019 年宣布在Nature Medicine上的一篇文章,它是不依赖于培育和这种测序的办法,直接经过电镜去调查胎儿的肠道之内究竟有没有这种细菌样的这种结构。

它从妊娠中期流产的胎儿的肠道中,检测到这些颗粒状的、类似于细菌的这种结构。而且结合培育组学发现,它们的确是一类丰度虽然不高,可是有活性的,而且对新生儿肠道发育、免疫有影响的一类活的细菌。

所以我以为这个作业就很好的证明了,新生儿他触摸到的微生物比咱们的预期要更久、要更长。他在出世之前,就现已和微生物有了相互效果。

那么究竟哪些要素影响了新生儿的菌群?首要第一个首要的要素便是临产办法。就像方才我所提到的,咱们是安产,那么新生儿的菌群更挨近母亲的产道,而剖宫产更像外界环境。

所以最近就有研讨来企图经过对新生儿的肠道或许皮肤菌群来进行干涉,使得他经过剖宫产的时分,就可以康复安产所本应取得的菌群。所以这是十分有构思的一个主意。

第二个影响要素首要来历于对新生儿的喂食的办法的不同。咱们知道,对新生儿,咱们选用母乳喂食,那么咱们往往以为,这个新生儿或许更为健康,因为他可以从母亲的乳汁傍边来取得相应的、除了养分成分之外的免疫因子等等。

那么咱们咱们比较母乳喂食和配方奶喂食,咱们可以发现新生儿的肠道菌群的差异也是十分大的。那么这个差异对新生儿的免疫力的影响,也会带来一个深远的一个效果。

第三个便是抗生素的运用。咱们都或许会有喂食小孩的这样的一个经历,咱们小孩儿在服用抗生素之后,你或许会发现,小孩的胃口或许有改动,那么粪便的形状等等也会有改动。

这是最近的一个作业。他们经过为期三年的盯梢研讨,发现抗生素的运用对新生儿的肠道菌群发生十分显着的扰动效果。而且有意思的是,有的菌可以很快的在撤掉抗生素之后就得到康复,而有的微生物遭到的扰动就显着的较大。

所以这就提示咱们在对小孩用药的时分,除了重视对他的病理的这种影响,咱们也需求重视这种抗生素对新生儿菌群的这样的一个扰动效果。

第四个便是咱们所日子的家居环境。家居的环境关于新生儿的呼吸道、肠道、体表菌群都会带来十分明显的这种影响。有人就发现,咱们家里有养殖宠物的话,那么咱们婴儿发生过敏和肥壮的危险就会明显的要低一些。

所以也应了咱们常常说的一句老话“不干不净,吃了没病”。所以这便是说,过度清洁和洁净的环境并不有利于新生儿他的肠道的健康,以及菌群的这种保持。

更为重要的一点,便是母婴之间的交互是怎么影响新生儿菌群,包含新生儿肠道、呼吸系统的免疫、发育等等。这个图总结了母婴之间的交互的办法,以及它对新生儿的效果的效果。

从新生儿刚刚出世,包含在子宫之内,这个菌群就现已发生了这样的一个纵向的传递进程。出世之后,这种喂食的办法,包含家居环境,包含母亲的日常的关照,都会明显的改动或许刻画新生儿的健康以及他的菌群。

这儿面,咱们十分重视的一个论题便是,当母亲她患病之后,这样的一个病理的状况是怎么影响新生儿的菌群的,包含新生儿的健康的。

这儿面,有一个高发的一个疾病是妊娠糖尿病。这种妊娠高血糖或许会促进胚胎发育反常,甚至逝世、流产的发生率也是十分高的。孕妈妈也简单发生这种糖尿病所导致的这种酮症酸的中毒现象。

而且,新生儿在出世的时分,体重也往往超支,导致难产、产道损害,胎儿的变形率相对也会有增加。新生儿在出世之后,所患这种呼吸困顿综合症,它的概率也会明显的有提高。

最近咱们和医院协作展开了这样一个作业:咱们对孕妈妈,包含新生儿出世前后,孕产妇她的肠道、口腔和阴道的菌群,还包含新生儿的菌群进行了测定。

咱们想重视的问题在于,新生儿的菌群究竟是什么姿态?他和母亲的菌群有多大的类似和相同之处?

这儿面咱们就发现,早在出世之前,宫腔之内就现已有了很多的细菌的存在。在胎儿的不同的部位,他的菌群现已发生了开始的分解。咱们可以十分清楚的看到,胎儿的口腔和他的肠道的微生物有着明显的不同。

从这个比较的图上咱们也可以看出来,新生儿的肠道微生物并不彻底来自于产妇阴道微生物的污染。剖宫产的时分,他的菌群与产道并没有太大差异。关于安产的这种胎儿,咱们也可以看到,他的体表、口腔和肠道的微生物的确有一部分来自于这种母亲的阴道微生物。

咱们咱们核算它的物种的多样性,咱们也可以看出来,虽然新生儿的微生物的数量并不多,可是它多样性和母亲的口腔、肠道在一个数量级上。这就阐明,新生儿它的菌群的多样性是十分高的。

咱们咱们再看一下细节,看哪些类型的微生物占有了主导的位置,咱们可以看到,新生儿的三个部位,口腔、肠道,包含羊水的微生物,它们之间大体上是类似的,菌群的组成上大体类似,可是相对丰度存在着明显的差异。

这就阐明,虽然新生儿的肠道菌群的组分类似,可是因为不同的身体部位它所在的微环境并不相同,所以就导致这些微生物在各自的位点下所遭到的挑选压力存在明显的差异,所以他的菌群富集和刻画的这个进程并不类似。

咱们除了重视健康的孕妈妈,以及她的新生儿的这种菌群,那咱们想看,当孕妈妈得了病之后,特别是妊娠糖尿病之后,她的菌群究竟有没有改动。

首要咱们想去看 GDM对孕妈妈菌群的影响。咱们经过对孕妈妈口腔、肠道和阴道菌群的测定,咱们也可以看到,健康和疾病之间都存在必定的差异,尤其是关于这种最上面这种口腔微生物的这种影响。

咱们也可以看到左右两边它的菌群在门的水平存在一个较大的差异,而关于像阴道和肠道的样本来说,它的差异虽然有,可是差异并不是那么明显。经过更精密的菌属的水平,咱们也可以看到,某些特征性的菌属在两组之间存在明显的差异。

那么这个差异,究竟与咱们惯例的这种临床确诊妊娠糖尿病的金规范——OGTT这个值是不是存在对应联络?

咱们结合临床的这种数据,咱们可以十分清楚的看出来,这种微生物特征菌的这种改动的趋势和临床测定的这种糖耐试验它的确诊规范存在十分明显的相关性。

所以这儿面就提出来一个潜在的、无创进行疾病确诊的一个新的一个标志物。咱们是不是可以考虑选用对菌群、真菌来进行检测,经过它的含量的改动去评判这个孕妈妈是不是得了妊娠糖尿病?相对来说,这种确诊要更为简练而快速。

咱们已然可以看到 GDM 影响了母亲的菌群,那么对新生儿来说,它是不是也发生相同的这种影响?

咱们经过针对羊水、口腔和新生儿的肠道微生物的测定,咱们可以发现,它们之间也是存在差异的,而且这些差异与临床的确诊规范也有着明显的对应联络。

所以这儿面就提出来一个很有意思的问题:疾病状况不只影响母亲,也会影响新生儿,已然两边都有影响,那么这个影响的方向和趋势是不是一起?

这儿面咱们就结合各式各样的菌群和生物信息学的剖析办法,经过重建两者的菌群的共现网络,咱们可以看到,左右两边分别是健康和疾病状况下这种菌群的改动。

咱们可以看到特征菌它们之间有的是正相关,有的是负相关。那么这个相关性,在新生儿的肠道之内,咱们可以看到它们十分明显的这种共现联络。那么也就意味着,一个差异的菌,咱们出现在孕妈妈的体内,那么它也平等出现在她所出世的胎儿的、新生儿的这个肠道之内。

所以这就阐明,疾病它不只仅刻画了母亲的或许孕妈妈的她的肠道、口腔和阴道菌群,关于新生儿也会发生相同的这样的一个刻画效果。

咱们咱们对它两者之间进行量化的话,咱们可以看哪些菌更简单在两者之间——孕妈妈和新生儿之间发生改动,哪些菌不简单发生改动,以及这个改动是一起升高仍是一起下降。

经过咱们对它的物种丰度和共现联络,都可以看出来,它们所引起的新生儿和孕妈妈菌群都会发生相同的这种改动。比方右侧这个网络图上,咱们也可以看出来,赤色的代表的是同向的影响,蓝色的代表的是相反的影响。所以这种同向的刻画效果远远超越这种反向的刻画效果。

所以咱们在重视孕妈妈的疾病的时分,其实咱们也需求关怀它对将来的新生儿所带来的这样的一个影响。

究竟带来什么样的影响?

那咱们经过对新生儿出世之后他的第一次胎便、他的菌群,包含他的菌群的功能来进行测定。咱们可以看到,关于 GDM+,便是妊娠期糖尿病的孕妈妈所出世的胎儿,他的肠道之内的相应的毒力因子,包含病毒它的这种多样性明显的有提高,而益生菌的数量明显的有下降。

这就提示咱们,新生儿或许存在着一系列的潜在的危险,包含后续的感染,或许是他关于代谢或许存在这样的一个缺点。

整体来说,经过咱们这样的一个研讨,提醒了人体初始微生物的来历,经过亲子之间菌群的纵向传递进程,向咱们展现了别的一种新的遗传方式——菌群遗传。

所以说咱们的母亲不只仅把她的基因传给咱们,在她的 10 月妊娠期间,包含出世之后,经过对咱们的抚育,她的微生物会连绵不断的传递到新生儿的体内或体表。这儿面,都对咱们的新生儿的健康带来一个长时间的一个影响。

经过这样的研讨,咱们也可以从全新的视点去考虑孕期疾病,包含不良妊娠结局和产前菌群的联络。

那咱们是不是可以考虑经过对菌群动态的监测,去管控这种孕期的健康,咱们是不是可以经过对孕妈妈菌群的干涉来可以协助咱们促进这种健康的生殖?

所以咱们就经过这样的一个根底研讨,可以协助临床或许是将来的健康办理做出一些奉献。我也期望咱们后续可以进一步的结合咱们前期的作业根底,要点重视母婴之间菌群交互是怎么影响和刻画新生儿菌群。

新生儿从出世到他的长大,这样的一个绵长的一个进程,0 到 3 岁是一个十分要害的一段时期。母亲所传递来的这些微生物是怎么来演进的?

跟着这种辅食的增加或许饮食的这种复杂化,外界引进的这些微生物是怎么替代甚至演化为成年人所偏有的这样的一些肠道菌群的组成?

在整个进程傍边,都充满了十分有意思的一些科学问题。咱们也期望在将来的研讨傍边,可以得到一些新的发现,到时分再给咱们报告咱们的作业。好,谢谢咱们!????

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