Cell子刊：肠道细菌影响大脑发育

极早产婴儿脑损伤的风险很高。研究人员现在已经找到了早期治疗脑外损伤的可能目标：早产儿肠道中的细菌可能起着关键作用。研究小组发现，肠道内克雷伯菌的过度生长与某些免疫细胞的增加以及早产儿神经损伤的发展有关。

　　

复杂的相互作用:肠道-免疫-大脑轴

肠道、大脑和免疫系统的早期发育是密切相关的。研究人员将其称为肠道-免疫-大脑轴。肠道中的细菌与免疫系统合作，而免疫系统反过来监测肠道微生物并对它们做出适当的反应。此外，肠道通过迷走神经和免疫系统与大脑接触。“我们研究了这个轴在极端早产儿的大脑发育中所起的作用，”该研究的第一作者David Seki说。“在健康人体内，肠道微生物群的微生物处于平衡状态。肠道微生物群是数百种细菌、真菌、病毒和其他微生物的重要集合。然而，特别是早产儿，其免疫系统和微生物群尚未完全发育，很有可能发生转变。这些变化可能会对大脑产生负面影响，”这位微生物学家和免疫学家解释道。

微生物组的模式为脑损伤提供了线索

“事实上，我们已经能够识别微生物群和免疫反应中的某些模式，它们显然与脑损伤的进展和严重程度有关，”戴维·贝里补充道，他是维也纳大学微生物和环境系统科学中心(CMESS)研究小组的负责人，以及维也纳医科大学和维也纳大学联合微生物组设施的业务主任。至关重要的是，这种模式往往在大脑发生变化之前就出现了。这表明了一个关键的时间窗，在此期间，极端早产儿的大脑损伤可以防止甚至避免恶化。”

对极度早产儿发育的全面研究

开发适当疗法的起点是由跨学科团队能够识别的生物标志物提供的。“我们的数据显示，克雷伯氏菌的过度生长和相关的??维也纳医科大学儿科和青少年医学系新生儿科、儿科重症监护医学和神经儿科的新生儿学家卢卡斯·威斯格尔解释说。他补充说:“我们之所以能够追踪这些模式，是因为对于一组非常特殊的新生儿，我们首次详细地探索了肠道微生物群、免疫系统和大脑是如何发展的，以及它们在这个过程中是如何相互作用的。”该研究对60名妊娠28周前出生、体重不足1公斤的早产儿进行了数周甚至数月的监测。研究团队使用最先进的方法——使用16S rRNA基因测序，以及其他方法——分析了血液和粪便样本，脑电波记录(如aEEG)和婴儿大脑的MRI图像。

研究将继续进行两项研究

这项研究是由Angelika Berger(维也纳医科大学)和David Berry(维也纳大学)联合领导的一个大学间群集项目，是一个研究项目的起点，该项目将更彻底地调查微生物组及其对早产儿神经系统发育的意义。此外，研究人员将继续跟踪初步研究的儿童。安杰丽卡·伯杰(Angelika Berger)解释说:“孩子的运动能力和认知能力的发展只有在几年之后才会变得明显。”“我们的目标是了解肠道-免疫-大脑轴的早期发展如何在长期发挥作用。”该项目最重要的合作伙伴已经在船上:“孩子们的父母以极大的兴趣和开放的态度支持我们的研究，”David Seki说。“最终，这是我们能够获得这些重要见解的唯一原因。我们对此非常感激。”

Journal Reference:

1. David Seki, Margareta Mayer, Bela Hausmann, Petra Pjevac, Vito Giordano, Katharina Goeral, Lukas Unterasinger, Katrin Klebermaß-Schrehof, Kim De Paepe, Tom Van de Wiele, Andreas Spittler, Gregor Kasprian, Benedikt Warth, Angelika Berger, David Berry, Lukas Wisgrill. Aberrant gut-microbiota-immune-brain axis development in premature neonates with brain damage. Cell Host & Microbe, 2021; DOI: 10.1016/j.chom.2021.08.004