婴儿期是肠谈微生物组定植的要津窗口，东谈主们关于外源物资对早期肠谈微生物组发育的影响仍然知之甚少。展示婴儿肠谈微生物组、代谢物和抗生素耐药基因谱的发展，以及与产前微量元素高慢和母体肠谈微生物组的关联，关于量化出产形状及微量元素高慢对菌群各别及代谢调控提供孝敬。

2025年6月4日，中国科学院大学资源与环境学院朱永官院士、尹乃毅副陶冶及北京大学东谈主民病院孙美艳陶冶等众人团队在Nature Communications杂志发表了题为“Prenatal exposure to trace elements impacts mother-infant gut microbiome, metabolome and resistome during the first year of life”的筹商性论文。该筹商招募了146对母婴，并在出产后3、6和12个月集中粪便样本用于扩增子测序（N=353）、宏基因组学（N= 65）和代谢组学（N=198）。筹商后果强调了出产后母婴对肠谈微生物组、代谢物和抗生素耐药基因（ARGs）谱的动态，与产前高慢微量元素关系。

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筹商材料

146对母婴，并在出产后3、6和12个月集中的粪便样本

筹商后果

1. 东谈主群特征

筹商纳入的146名产后妇女平均年事为32.8（± 3.5）岁，体重指数相对日常（平均23.1 ± 2.9 kg/m2），受栽植进度逾越12年（97.8%），平均孕周为38.8（± 1.1）。婴儿的平均降生体重（N = 146，性别比约为 1：1）为3257（± 397）g。简短一半的婴儿受母乳喂养，60.2% 的婴儿是通过阴谈出产降生的。作家集中了119名产后6周门诊母亲的头发样本，以及三次产后访视91对（产后3个月）、58对（产后6个月）、30对（产后12个月）的母婴的粪便样本，头发样本和粪便样本在83对母婴中配对。

2. 配对母婴的肠谈微生物组能够

在三次产后访视时候，16S rRNA 测序分析共取得了353个粪便样本的20,551,471个灵验序列，得出肠谈微生物组的11,355个扩增子变异（ASV）。母亲和婴儿的肠谈微生物组构成在门水平上彰着不同。放线菌门（43.3%）和假单胞菌门（26.5%）是婴儿微生物群落中的主要分类群（图1A），而母亲的芽孢杆菌门（67.5%）和放线菌门（13.6%）的相对品貌较高，跟着年事的增长，婴儿肠谈微生物组的缓缓发育最终接近其母亲的水平（p<0.05，图1B）。12个月大时的微生物组结构更接近其母亲（图1C），肠谈微生物组的各种性在年事较大的婴儿中变得愈加丰富，上风门从放线菌门和假单胞菌门更正为放线菌门和芽孢杆菌门（图1D-E）。筹商者发现出产形状影响婴儿α各种性，拟杆菌门和埃希氏菌属的相对品貌在产钳出产、阴谈出产和剖宫产婴儿之间以及母乳喂养和夹杂喂养的婴儿之间存在显耀各别（图2B-D），产钳出产婴儿的各种性加多（图2A）。

图1 配对母亲和婴儿肠谈微生物组的构成和各种性

图2 不同产后访视时候娩形状、喂养形状和性别对婴儿肠谈菌群的影响

3. 微量元素高慢对婴儿肠谈微生物组的影响

使用119名母亲的头发判断微量元素高慢情况，除汞和硒外，微量元素（r = 0.23 - 0.48，p < 0.05）中存在统计学上的显耀关系性，举例砷和铅、铝和锰。婴儿微生物组在3个月时Shannon各种性与硒高慢呈正关系，与铜高慢呈负关系。在高铜高慢组（＞11.6 μg/g）中，婴儿肠谈微生物组的Shannon各种性比中等和低高慢组Shannon各种性的裁汰（p = 0.046，图3A）。高高慢组的Shannon各种性在6-12月月龄婴儿中发达出彰着且合手续的进取趋势（图3B–D）。

图3 铜高慢组中婴儿肠谈微生物群的Shannon各种性

婴儿肠谈含有各别最丰富的菌属为芽孢杆菌门和放线菌门。如图4所示，产前高慢于高水平铝显耀加多了双歧杆菌、丹毒梭菌和库蒂杆菌的相对品貌，并裁汰了婴儿3个月时Hungatella菌属的品貌。

图4 产前微量元素高慢影响了特定的细菌类群

4. 肠谈微生物组的代谢和功能能够

作家在198份粪便样本中共已然出3867种代谢物。在产后第一次、第二次和第三次访视时，不错很容易地离别婴儿样本中的代谢特征，图5A-B诠释了不同庚事婴儿肠谈微生物组代谢谱的变异性（倍数变化>1.5，p< 0.05），56种代谢物（54 种上结伴 2 种下调）在3至6个月之间发生显耀变化，6-12个月间存在515种不同代谢物（466种上结伴49种下调）。通过绸缪Spearman关系系数将特定代谢产物与肠谈微生物组研讨起来（图 5C-D），大多半各别代谢物与婴儿上风属之间的明确关系性，这些肠谈微生物代谢的产物多各种种，包含氨基酸、脂肪酸、碳水化合物、黄酮和胆汁酸等。

图5 婴儿在不同的产后就诊时发达出不同的代谢特征

基于KEGG路线标明，在6和12个月时，婴儿肠谈微生物组的代谢组富含婴儿助长和发育的浩瀚路线，举例氨基酸、脂质、碳水化合物和维生素的代谢（图6A）。从3个月的年事到12个月，不错不雅察到婴儿肠谈元素组的膨胀和各种化，而婴儿的分类学构成和代谢智商均与母体肠谈微生物组不同（图6B-C）。

图6 母婴配对微生物群落结构和功能的膨胀与各种化

5. 肠谈微生物组中的抗生素耐药基因谱

作家表征了33名婴儿和32名母亲肠谈微生物组中的抗生素耐药基因（ARG）谱。共检测到263个ARGs，婴儿和母亲之间ARG谱的相对品貌存在显耀各别（图 7A-B），ARGs 对33类药物产生耐药性，其中最丰富的基因是四环素（图7C），产前微量元素高慢影响 ARGs 的发生率。

图7 配对母婴粪便样本中ARG谱的表征

筹商小结

该筹商接收16S、宏基因组、代谢组以及高慢组检测对母婴部队的纵向样本进行微生物和代谢以及抗生素抗性基因的立体刻画，探究了微量元素高慢通过母婴遗传调控菌群定植及代谢变化。

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发布于：上海市