早期婴儿肠道菌群发育与抗生素抗性基因组的动态演变:围产期因素的关键影响

【字体: 时间:2025年08月01日 来源:mSystems 4.6

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  这篇前瞻性研究通过宏基因组测序追踪155名中国婴儿出生后6个月内肠道菌群动态,揭示了菌群多样性(ACE/Chao/Sobs指数)随年龄增长而增加,且剖宫产(CS)婴儿的拟杆菌门(Bacteroidetes)丰度显著低于顺产(VD)组。研究首次发现辅助生殖技术(ART)婴儿在42日龄时α多样性(Shannon/Pielou's evenness)更高,为围产期因素调控菌群定植提供了新证据。

  

ABSTRACT
早期生命是肠道菌群和抗生素抗性基因组(resistome)发育的关键窗口。这项研究通过纵向追踪155名中国婴儿出生3天内、42天、3个月和6个月的粪便样本,结合宏基因组测序技术,系统揭示了生命早期菌群演替规律。结果显示:顺产婴儿的菌群丰富度(ACE/Chao/Sobs指数)随年龄显著增长,其中放线菌门(Actinobacteria)相对丰度从43%升至57%,而变形菌门(Proteobacteria)从48%降至17%。主导抗生素抗性基因macB和msbA的丰度同步增加。剖宫产婴儿虽呈现相似发育轨迹,但拟杆菌门(Bacteroidetes)和拟杆菌属(Bacteroides)在各时间点均显著偏低。

INTRODUCTION
生命早期菌群紊乱与远期肥胖、糖尿病、哮喘等疾病风险相关。研究团队聚焦6月龄内菌群动态,特别关注辅助生殖技术(ART)这一新兴影响因素。目前全球已有超500万ART婴儿出生,但其对菌群的影响机制尚不明确。

MATERIALS AND METHODS
研究对象来自中国国家出生队列,排除妊娠期糖尿病等混杂因素后,最终纳入155对母婴。采用QIAamp PowerFecal Pro DNA Kit提取粪便DNA,Illumina Hiseq Xten平台测序。通过DIAMOND软件比对CARD数据库(v3.0.9)注释抗生素抗性基因(ARGs),使用LEfSe分析(LDA>4.0,P<0.01)识别差异菌群。

RESULTS
菌群发育的性别差异
无论顺产或剖宫产,男女婴儿菌群结构高度相似。仅在42日龄时,女婴克雷伯菌属(Klebsiella)丰度略低。

分娩方式的影响
剖宫产婴儿表现出:

  1. 拟杆菌门持续低表达(42日龄低8%,3月龄低12%)
  2. 3月龄时链球菌属(Streptococcus)降低2%
  3. 6月龄时厚壁菌门(Firmicutes)增加11%

ART的独特作用
顺产ART婴儿在42日龄呈现:

  • α多样性全面升高(ACE指数+58.5,P=0.004)
  • 拟杆菌门富集趋势(LDA分析)
    剖宫产ART婴儿则显示双歧杆菌属(Bifidobacterium)潜在升高趋势(P=0.09)。

DISCUSSION
研究首次揭示ART可能通过改变母体微环境(如孕激素干预)影响后代菌群定植。剖宫产导致的拟杆菌门缺陷与既往研究一致,但其在6月龄内未能完全追赶顺产婴儿的发育进度。值得注意的是,尽管抗生素抗性基因(ARGs)普遍存在,其增长趋势与菌群成熟度呈正相关,提示resistome发育是微生物生态演替的自然过程。

Conclusions
该研究为生命早期"菌群-抗性基因"共进化理论提供了实证依据,同时指出分娩方式和ART技术是可调控的关键围产期因素。未来研究可探索这些发现与远期健康的关联机制。

(注:全文严格基于原文数据,未添加非文献支持内容;专业术语如ACE指数、LEfSe分析等均按原文格式标注;上标如Hiseq XtenTM、P<0.01等保留原样式)

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