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人類胎盤有無微生物組?《自然》研究用迄今最大樣本扳回一局

時間:2019-08-18
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微生物組與人類密切相關。一般來說,這個看不見的群體決定了人類的營養攝入和抵抗疾病的能力。但是什么時候微生物會“沉淀”在人體內?對于科學界來說,這是一個日益引起爭議的話題。

最近,世界頂級期刊《自然》(Nature)發表了英國劍橋大學研究小組的一項新研究:健康人胎盤沒有微生物群。人們普遍認為這一結論是自2014年以來的最大逆轉。

648.jpg眾所周知,胎盤是孕婦在懷孕期間的特殊短暫存在。胎盤一直被視為胎兒,提供發育所需的一切:氧氣,營養食品,廢物處理,甚至來自母親免疫系統的抗體,但不是微生物。

幾年前,德克薩斯州休斯頓貝勒醫學院的產科醫生Kjersti Aagaard注意到,孕婦陰道內的細菌在出生后第一周與細菌不匹配,嬰兒應該得細菌和在產道中形成微生物組。這種傳統觀點是相反的。

2014年,由Aagaard領導的研究小組在胎盤組織中發現了細菌DNA,該小組發表的論文引起了突然的轟動,顛覆了之前的看法。但大多數反對者認為胎盤的細菌信號來自污染物。

由劍橋大學的Gordon C. S. Smith和其他人領導的研究小組希望用迄今為止規模最大的研究解決這一爭論,分析537名剛生育的女性的胎盤。

為了確保結果的準確性,研究人員使用了兩種DNA測序方法。一種方法針對所有細菌共有的基因部分;另一種方法是拼接現有的DNA并將其映射到特定的細菌和動物物種。

在第一組實驗中,研究人員測試了80個胎盤樣本,其中20個患有先兆子癇(注意:大約24周的妊娠,基于高血壓,蛋白尿,頭痛,眩暈,惡心,嘔吐,上腹部不適的樣本)和其他癥狀,20小胎齡(SGA)樣本和40個對照樣本。

研究人員首先通過宏觀基因組測序鑒定胎盤樣品中的每對堿基,并過濾出人類DNA以確定微生物序列。然后,研究人員通過16S rRNA擴增子測序對所有細菌中存在的基因區域進行測序。

研究人員還在蜥蜴中添加了一種致病微生物沙門氏菌(Salmonella bongori),用于檢測人體中不存在的樣本。研究人員可以添加沙門氏菌以確定樣本中是否檢測到其他微生物。該研究發現,這兩種菌株檢測到不同的菌株,兩者都是沙門氏菌。

在第二組實驗中,研究樣本包括100個先兆子癇樣本,100個小孕兒,100個早產樣本和198個對照樣本。研究人員僅進行了16S rRNA擴增子測序,但他們使用的DNA來自不同制造商的兩個試劑盒。研究人員還密切關注他們使用的批量試劑。

當使用不同的試劑盒和試劑批次進行測序時,他們無法找到始終存在的細菌種類,這表明分娩期間的感染是微生物的來源。他們發現某些細菌在出生時比在剖腹產時更常見,這表明這些細菌在分娩時粘附在胎盤上而不是在分娩前生活在胎盤上。

在消除污染源后,研究人員發現只有一種細菌無乳鏈球菌。該菌株僅出現在5%的樣品中,是感染的標志,可導致新生兒致命的敗血癥。

英國劍橋大學的生殖生物學家Charnock-Jones說:“總的來說,結果顯示健康胎盤中沒有微生物,除非它被感染?!?/p>

賓夕法尼亞大學的微生物學家弗雷德里克布什曼沒有參加這項研究。他說,研究人員“在追蹤多種污染源方面非常擅長'偵察'?!?

以色列魏茲曼科學研究所的免疫學家和微生物學家Eran Elinav說,結果非常重要,因為它面臨著微生物研究所的挑戰。微生物學研究的重點是人體腸道密集的微生物區系,這是數萬億細菌的家園。然而,當研究人員觀察較小的生態系統時,區分真正的原生社區和污染變得更加困難。 Elinav說:“我非常感謝研究人員努力解決這個非?;镜膯栴}。他們使用我們現有的最好的工具?!?/p>

但是,Aagaard不受此最新結果的影響。她說,許多被排除在實驗中作為“污染”的信號實際上證明了胎盤微生物群的存在。例如,她不同意研究人員忽視他們的選擇,僅僅是因為在產道中發現的一些微生物和微生物重疊。

Aagaard將繼續測試檢測這些細菌信號的方法,并了解微生物在胎盤中的作用。她說,有一種假設認為胎盤微生物可以防止危險細菌在胎兒中定植。

此外,意大利特倫托大學的計算生物學家Nicola Segata認為,雖然最新的“無微生物組”結果令人信服,但收集胎盤無菌的確鑿證據將非常困難。出生后收集胎盤或羊水提供了一種了解嬰兒微生物群的方法,但最直接的觀察方法是檢測胎兒腸道本身。

然而,這顯然是不道德的,目前在技術上具有挑戰性。

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