“人体第二基因组”teamwork-16S与代谢组的完美结合

当今，人体肠道微生物被认为是“看不见的器官”被称作人体“第二基因组”，采用微生物16S rDNA测序+代谢组联合分析，妥妥的！...



当今，人体肠道微生物被认为是“看不见的器官”，被称作人体“第二基因组”，是一个影响宿主健康的重要因素。早在人们出生2-3年的时候便形成接近于成年后的肠道微生物群落结构，而婴儿期或是一个非常重要的微生物群落形成阶段；婴儿的出生方式、孕周数、哺乳情况对人类初期肠道微生物群落又有哪些影响呢？近期研究者采用传统培养法+微生物16S rDNA测序+代谢组联合分析的手段进行了深入探讨。



技术路线

样本分组

SVD  spontaneous vaginal delivery（顺产）

CS   Caesarean section（剖腹产）PT   Preterm（早产） 

FT   Full-term（足月）



主要研究结果



1、微生物16S rDNA测序的物种及差异分析

不同分娩方式和孕周对出生24周内婴儿的肠道微生物组成均有显著影响。出生1周时，PT-CS与FT-SVD的微生物组成不同；出生8周时，FT-CS 与PT-CS和FT-SVD、FT-SVD与PT-CS也有差异；直至出生24周时，FT-CS与FT-SVD仍差有很大差异，说明随着时间的推移，孕周对肠道微生物结构的影响逐渐减弱，而分娩方式仍有影响。

2、代谢组与16S rDNA测序的联合分析

尿液的代谢物检测结果与通过将标准化后的16S rDNA测序得到的物种数据联合分析，发现这两组数据有显著共现性（p < 0.05）。代谢物检测结果可知PT与FT明显分开，PT-CS组的脂肪酸代谢更活跃；PT组对乙酰氨基酚、几种维生素及其代谢物含量明显较多，由于早产儿多为剖腹产，故这可能与剖腹操作有关。另外早产儿（PT-CS）与足月儿（FT-CS和FT-SVD）均不同，说明孕周也影响代谢。因此，分娩方式和出生孕周都会对色氨酸和酪氨酸代谢，以及脂肪酸和胆汁酸代谢产生影响。

圆圈表示微生物，正方形表示代谢物，颜色表示样本。小图标代表单个样本，大图标代表本组合并样本。

3、传统培养法与16S rDNA测序的综合分析

为了鉴定优势物种，同时进行了粪便平板培养，对Bifidobacterium和Lactobacillus两种菌计数统计分析，发现随着时间推移，微生物组成趋于稳定，这个结果与16S测序结果相一致。



本文还对不同哺乳时间、双胞胎与非双胞胎的婴儿肠道微生物进行了研究，发现母乳喂养对剖腹产婴儿微生物组成有显著影响，但对顺产婴儿影响不大。双胞胎具有相似的肠道微生物组成，说明宿主基因和环境对微生物的影响具有相似性。



主要研究结论



分娩方式和胎龄都会影响新生儿微生物组成及代谢途径；

宿主基因和环境对婴儿肠道微生物的影响具有相似性。

参考文献：Hill C J, Lynch D B, Murphy K, et al. Evolution of gut microbiota composition from birth to 24 weeks in the INFANTMET Cohort[J]. Microbiome, 2017, 5(1): 4.

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