随着国家工业化，一种对婴儿肠道微生物群早期发育至关重要的细菌逐渐消失

斯坦福大学医学研究人员及其同事发现，随着国家工业化，一种对婴儿肠道微生物群早期发育至关重要的细菌逐渐消失。

　　

婴儿的肠道在出生时几乎是无菌的，但当他们长大成人时，他们就变成了一个由数万亿微生物细胞组成的群落，被称为微生物组。对于母乳喂养的婴儿来说，他们的健康有了坚实的开端，母乳为抵抗病原体的有益细菌提供了营养。

但是，根据斯坦福医学院研究人员领导的一项研究，随着国家的工业化，能够有效消化母乳的细菌正在减少。由于没有其他细菌像牛奶一样善于消化牛奶，研究人员担心，这种细菌的外流可能意味着工业化国家常见疾病的发病率上升，比如慢性炎症。

研究发现，双歧杆菌属细菌——生活在肠道中的有益细菌——是世界上6个月以下婴儿微生物群中最常见的物种——无论他们是用母乳还是配方奶粉喂养。研究人员发现，一种名为婴儿双歧杆菌(或婴儿双歧杆菌)的细菌在非工业化社会的婴儿肠道菌群中占主导地位，这种细菌能有效分解一种特殊的被称为低聚糖的母乳糖，并促进免疫系统和细菌微生物组的发育。

相比之下，短双歧杆菌分解奶糖的能力有限，却是工业化国家婴儿中最常见的细菌。

这项发表在6月10日《科学》杂志上的新研究发现，尽管在工业化国家母乳喂养增加了有效细菌种类的数量，但其数量仍远低于非工业化国家。研究人员推测，在没有婴儿b菌的情况下，母乳对婴儿发挥所有益处的能力可能有限，包括在微生物组发育和婴儿健康方面。

该研究的资深作者、微生物学和免疫学教授贾斯汀·索嫩伯格(Justin Sonnenburg)博士说:“肠道微生物组的非凡特性是它具有延展性。”“由于这种延展性，肠道微生物群会恶化。这基本上是过去一个世纪工业化国家发生的情况。”

研究人员使用了一年来收集的62份粪便样本来研究坦桑尼亚哈扎人(Hadza)的婴儿肠道微生物，并将它们与世界上其他17个种群(包括非洲、亚洲、南北美洲和欧洲的社区)的肠道微生物进行比较，使用DNA测序(一种从样本中分析个体物种的方法)。

发掘被低估的肠道多样性

坦桑尼亚的哈扎人是仅存的全职狩猎采集群体之一，他们的生活方式是世界上工业化程度最低的群体之一。索嫩伯格说，非工业化人群丰富的肠道微生物群对了解肠道的真实容量至关重要，但它们还没有得到充分的研究。

几个因素导致工业化国家肠道多样性低:剖宫产;抗生素;环境卫生;以及饱和脂肪含量高、膳食纤维含量低、人工甜味剂和乳化剂含量高的饮食。他补充说，剖腹产会阻止重要的阴道细菌的共享，而婴儿配方奶粉会在生命早期改变肠道微生物群的组合。

人类微生物群中的微生物基因数量是人类基因组中人类基因数量的100倍:大约有200万到1000万个基因。由于数量庞大，研究人员使用深度宏基因组测序来研究微生物群落内物种的基因组——这种方法可以深入了解所有微生物的功能能力。

测序结果产生了工业化国家所没有的多样性:在哈德扎婴儿身上检测到的微生物物种中，有23.4%是在“统一人类胃肠道基因组”(Unified Human胃肠道Genome)中没有发现的新物种，该基因组是一个已在人类肠道菌群中检测到的所有细菌的目录。

该研究的第一作者、索嫩伯格实验室的博士后学者马修·奥尔姆(Matthew Olm)说:“我们已经解锁了这种肠道多样性数据储备，这将永远改变我们对婴儿肠道细菌及其在人类微生物组中的作用的理解。”

这项新发现为研究婴儿肠道菌群发育的核心功能提供了基础信息，包括工业化人口中正在丢失的功能。

平衡微生物以支持免疫健康

该团队对双歧杆菌的牛奶消化基因特别感兴趣，因为它们的缺失可能会造成长期的免疫后果。

牛奶中的糖被称为人乳低聚糖，可以喂养和吸收有益的细菌，特别是婴儿B. infantis，这是建立婴儿健康肠道微生物群的基础物种。在工业化国家常见的许多并发症，如过敏和哮喘，被认为是由微生物组失衡造成的。索嫩伯格说:一个物种比另一个物种的流行可能在一定程度上决定了婴儿的健康轨迹。

索嫩伯格说，对世界各地人类肠道微生物群的变异进行编目，可以帮助临床医生诊断疾病的原因，并调整患者的微生物群以改善症状，他称之为精准健康。

Sonnenburg说:“如果你改变肠道微生物群，这种变化会波及整个人体。”“肠道微生物组和各种慢性炎症疾病之间的相同联系——从代谢综合征到心脏病、不同类型的癌症到自身免疫性疾病——也提供了利用这些联系来实现精确健康和最终预防疾病的潜力。”

婴儿通常在分娩和母乳中从母亲那里遗传到少量的婴儿B. infant，其对免疫系统的影响在很大程度上是未知的。尽管如此，内布拉斯加州大学的一项研究表明，缺乏B. infant会导致生命早期的全身性炎症和免疫失调。介入研究正在引起像索嫩伯格这样的科学家的兴趣，比如索嫩伯格指出的一项临床研究重新引入了B. infantis，并发现营养不良的儿童体重会增加。

Sonnenburg希望在更多的非工业化人群中看到微生物组多样性的研究，这样他就可以了解更多的干预实践，并了解微生物组变化对健康的影响。

“肠道菌群是我们体内许多功能背后的驱动因素，”索嫩伯格说。“我们的肠道微生物群正在进化，我们需要理解失去这些可能是人类生物学重要组成部分的细菌意味着什么。”

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