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在生命最開始的5年里,腸道菌群是如何發展的?

一項研究發現,人類的腸道菌群到5歲時基本上就已經達到了成年人的組成構成和成分,不過個體之間還是存在重要差異的。幾種與人類健康有關的細菌類群是在兒童期末期獲得的。

這一發現公布在3月31日Cell Host&Microbe雜志上。

哥德堡大學的Fredrik Bäckhed說:“我們希望強調的是,腸道菌群會在兒童時期繼續發展! “我們的發現強調了這種微生物群在早期建立過程中對干擾特別敏感的可能性,這可能對生命后期的健康產生深遠的影響!

新生兒在分娩時通過母親和環境的傳播獲得細菌。腸道菌群內的生態演替是嬰兒期的動態過程,但在兒童期則穩定了下來。先前的研究表明,微生物群在出生后兩到三年就開始趨于穩定,并朝著類似成年人的方向發展。但是,嬰兒期后腸道菌群如何發育仍不清楚。特別是,尚不清楚將不同細菌摻入腸道菌群的順序。

“嬰兒期的腸道微生物組引起了很多關注,這對于腸道微生物組和其他生理和生物學過程而言都是非常重要的發展時期。但是,人們對最初的幾年后腸道微生物組的持續發展知之甚少!

為了解答這一問題,研究人員分析了471名瑞典兒童從出生到五歲的微生物群。作者使用16S rRNA基因測序來分析出生后四個月,一年,三年和五年后收集的糞便樣品中存在的微生物。他們還比較了兒童,母親和成年瑞典人的微生物群。

微生物群組成的最大變化發生在四個月到十二個月的年齡之間。在孩子們開始吃固體食物的時候,成人中常見的細菌就出現了。在過去的五年中,不同的微生物群遵循了四個主要的定殖軌跡,在出生后的各個時間點,其豐度增加并穩定下來。有趣的是,少數五歲兒童的微生物群在其年齡方面已經成熟,而一些成年人的微生物群卻比其預期的年齡要少。

“我們發現了在成人腸道菌群中占主導地位的許多細菌屬。但是,我們確定了幾個不那么豐富的細菌和古細菌屬,它們直到五歲時仍在增加!

例如,五歲的兒童缺乏成年人的微生物群落豐富度,細胞Methanobrevibacter和Christensenellaceae。相比之下,成年人的細菌: Ruminococcus的豐度要比五歲兒童低。

低富度和高比例的R. gnavus與諸如代謝綜合征,肥胖癥,心血管疾病和炎癥性腸病等疾病有關。相比之下, Methanobrevibacter和Christensenellaceae某些成員的增加與代謝健康有關。

此外,體重增加低于預期的兒童在12個月至5歲之間的腸道菌群在12個月時更為成熟。與營養不良的兒童相似,體重增加較低的瑞典兒童減少了Faecalibacterium的豐度,而Faecalibacterium的豐度與新陳代謝的健康有關。

與先前的結果一致,作者觀察到出生方式對生命早期腸道菌群的巨大影響。具體來說,剖腹產與四個月時較低的微生物多樣性有關,但是隨著腸道菌群的不斷成熟,剖腹產嬰兒在三年后恢復正常。此外,與順產相比,剖腹產的五歲兒童中有25種細菌顯示出不同的豐度。

作者說,該研究為兒童早期腸道菌群的正常建立和發育提供了參考。 “盡管我們的數據不足以斷定未來的代謝狀況,但實驗研究表明,如果在斷奶前微生物群被抗生素破壞,小鼠會在以后的生命中發展為肥胖,”Bäckhed說,“未來,當腸道菌群對人類疾病發展變得越來越重要時,就需要進行更大的研究來確定潛在的時間窗口!


原文標題:

Developmental trajectory of the healthy human gut microbiota during the first 5 years of life
https://www.cell.com/cell-host-microbe/fulltext/S1931-3128(21)00100-1


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