早期肠道微生物组与婴儿行为障碍的关联：探索神经发育的新线索

为探究早期肠道微生物组与神经行为的关系，研究人员分析胎便微生物组，发现其与 6 个月婴儿个人社交技能相关。

　　在生命的最初阶段，婴儿的肠道微生物组如同一个神秘的小宇宙，悄然影响着他们的成长。近年来，越来越多的研究发现，早期生命中肠道微生物组的变化与神经发育结局之间存在着千丝万缕的联系。那些最早定植在婴儿肠道内的 “先锋” 细菌，不仅决定了微生物群落的后续发展，还会向宿主组织发出信号，影响包括大脑在内的各个器官的发育。然而，目前人们对于微生物与神经发育之间关联的了解还十分有限，比如在不同人群中的情况是否一致、背后的因果关系以及潜在的作用机制等，都有待进一步探索。

为了深入解开这些谜团，来自巴西的奥斯瓦尔多?克鲁兹基金会（Oswaldo Cruz Foundation）、圣保罗大学（University of S?o Paulo）、里约热内卢联邦大学（Federal University of Rio de Janeiro）以及美国罗格斯大学（Rutgers University）、加拿大高级研究院（Canadian Institute for Advanced Research）的研究人员展开了一项重要研究。该研究成果发表在《Scientific Reports》上，为我们理解早期肠道微生物组与婴儿神经发育的关系提供了新的视角。

研究人员开展的是一项针对里约热内卢出生队列的纵向研究。他们收集了 131 名婴儿的信息，最终选取了其中 36 名有微生物组测序和丹佛评估数据的婴儿进行分析。研究中用到了多种关键技术方法：

• 样本采集与基因测序：在婴儿出生时收集胎便样本，提取其中的 DNA，并对 16S rRNA 基因进行扩增和测序。16S rRNA 基因存在于细菌中，具有高度保守性和特异性，通过对它的测序可以分析肠道微生物的种类和丰度。
• 微生物组分析与统计：利用 QIIME 管道计算微生物群落的 α 和 β 多样性。α 多样性反映微生物群落的丰富度和均匀度，β 多样性则用于衡量不同样本间微生物群落组成的差异。运用 PICRUSt 软件包，基于 16S rRNA 基因测序数据预测微生物群落的功能组成。此外，还使用了 PERMANOVA 等统计方法，来检验不同组间微生物群落多样性差异的显著性。
• 神经发育评估：采用丹佛发育筛查测试 II（DDST-II），由经过培训且不了解孩子发育史的儿科医生对婴儿进行评估。DDST-II 将婴儿的神经发育任务分为 “个人社交”“精细适应运动”“大运动” 和 “语言” 四个领域，根据婴儿完成任务的情况进行打分。

下面来看具体的研究结果：

• 研究人群特征：参与研究的 36 名婴儿中，14 名（38.9%）为女性，19 名（55.6%）剖宫产出生，3 名（8.3%）在孕期暴露于抗生素，平均出生体重为 3309.73 g（标准差 512.92 g） ，2 名（5.6%）为早产儿，26 名（72.2%）母亲为非白人。在个人社交领域未达标的婴儿组中，孕期暴露于抗生素的比例更高（40.0%，p = 0.006） ，其他社会人口学和临床特征在不同组间无显著差异。
• 胎便微生物组与行为结果的关联：通过分析发现，基于加权和未加权 UniFrac 指标，婴儿组间的 β 多样性存在显著差异（R2：0.078，p = 0.021）。在个人社交领域达到里程碑的婴儿，其胎便 α 多样性更高（p = 0.001） 。调整孕期抗生素暴露、早产和分娩方式等因素后，发现瘤胃球菌科（Ruminococcaceae）中的多个分类群（UCG010、UCG005、UCG002、UCG014）与婴儿组相关。未在个人社交领域达到里程碑的婴儿，其瘤胃球菌科、克里斯滕森菌科（Christensenellaceae）、真杆菌属（Eubacterium）、密螺旋体属（Treponema）等多个分类群的 OTUs 显著富集，而达到里程碑的婴儿这些分类群则相对匮乏。多变量线性模型显示，胎便 α 多样性与 6 个月时个人社交领域的失败呈负相关（β： - 2.290；95% CI - 4.212； - 0.368）。
• 胎便微生物组功能预测：利用 PICRUSt 软件预测发现，在个人社交领域未达标的婴儿中，共有 34 条代谢途径减少，包括血红素、半胱氨酸、维生素 K 和 B₁₂等的生物合成途径，以及与脂肪酸、脂质、糖核苷酸等合成相关的途径；同时有 13 条代谢途径增加，涉及能量代谢、核苷和核苷酸生物合成等。

研究结论和讨论部分指出，该研究发现了胎便微生物组的 α 和 β 多样性与 6 个月婴儿个人社交技能之间的关联。瘤胃球菌科、真杆菌属等多个分类群的变化与这些改变相关，并且预测的功能基因显示，神经行为改变与功能基因丰度降低有关。此前的研究表明，瘤胃球菌科等在成年人中与抑郁症状有关，而在本研究中发现其与婴儿的社会情感技能相关，这提示早期生命中的干预可能会产生重大而持久的影响。不过，该研究也存在一定局限性，如样本量小且不均衡，可能导致效应量估计的偏差，影响研究结果的普遍性和可靠性。但总体而言，这项研究为早期肠道微生物组与神经发育的关系研究提供了重要依据，后续需要在更大规模的队列和不同新生儿群体中开展研究，进一步明确这些细菌在神经行为中的作用，探索其潜在机制，为早期干预和改善婴儿神经发育提供新的方向和思路。