母婴微生物群垂直传播模式发现

美国研究人员发现了一种新的母婴微生物群垂直传播模式，即从出生前开始一直延伸到出生后头几周的围产期，母体肠道中的微生物与婴儿肠道中的微生物共享基因。这种水平基因转移允许母体微生物菌株影响婴儿微生物组的功能，而无需微生物菌株本身的持续传播。这项大规模综合分析近日发表在《细胞》杂志上，提供了一系列影响婴儿出生前后发育的肠道定植动力学的高分辨率快照。

麻省理工学院和哈佛大学布罗德研究所资深研究员拉姆尼克·泽维尔称，这是第一项描述母婴微生物组之间移动遗传元素转移的研究，首次整合了母亲和婴儿的肠道微生物组和代谢组学概况，并发现了肠道代谢物、细菌和母乳底物之间的联系。这项研究代表了婴儿肠道微生物组和代谢组学在已知的母体和饮食因素影响下共同发展的独特视角。

肠道细菌部分通过微生物代谢产物的产生来促进免疫系统的成熟。婴儿肠道微生物组的发展遵循可预测的模式，从出生时母亲传播微生物开始。除了免疫系统的成熟，微生物代谢物也会影响早期认知发育。围产期是认知和免疫系统发育的关键窗口，由母婴肠道微生物群及其代谢物促进。

研究人员使用来自70对母婴的队列纵向多组学数据，追踪了从妊娠后期到婴儿一岁期间微生物组和代谢组的共同发展。他们发现了可移动遗传元素的大规模母婴种间转移，经常涉及与饮食适应相关的基因。

婴儿肠道代谢组的多样性低于母体代谢组，但具有数百种未在母亲身上检测到的独特代谢物和微生物—代谢物关联。接受常规但未广泛水解配方奶粉的婴儿的代谢组学和血清细胞因子特征与纯母乳喂养婴儿的代谢组学和血清细胞因子特征不同。

尽管婴儿肠道代谢组的多样性低于母体代谢组，但研究人员检测到了2500多个婴儿独特的代谢组学特征。此外，他们还发现了许多婴儿特有的细菌种类和粪便代谢物的关联，包括神经递质和免疫调节剂。

研究人员称，除了菌株和物种的经典垂直传播之外，母体微生物群或通过水平基因转移塑造婴儿肠道微生物群。此外，婴儿肠道中独特的代谢组学特征和微生物—代谢物相互作用的鉴定，构成了进一步研究微生物对婴儿发育贡献的平台。