人类胎盘有无微生物组?《自然》研究用迄今最大样本扳回一局

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微生物组与人类密切相关。一般来说,这个看不见的群体决定了人类的营养摄入和抵抗疾病的能力。但是什么时候微生物会“沉淀”在人体内?对于科学界来说,这是一个日益引起争议的话题。

最近,世界顶级期刊《自然》(Nature)发表了英国剑桥大学研究小组的一项新研究:健康人胎盘没有微生物群。人们普遍认为这一结论是自2014年以来的最大逆转。

648.jpg众所周知,胎盘是孕妇在怀孕期间的特殊短暂存在。胎盘一直被视为胎儿,提供发育所需的一切:氧气,营养食品,废物处理,甚至来自母亲免疫系统的抗体,但不是微生物。

几年前,德克萨斯州休斯顿贝勒医学院的产科医生Kjersti Aagaard注意到,孕妇阴道内的细菌在出生后第一周与细菌不匹配,婴儿应该得细菌和在产道中形成微生物组。这种传统观点是相反的。

2014年,由Aagaard领导的研究小组在胎盘组织中发现了细菌DNA,该小组发表的论文引起了突然的轰动,颠覆了之前的看法。但大多数反对者认为胎盘的细菌信号来自污染物。

由剑桥大学的Gordon C. S. Smith和其他人领导的研究小组希望用迄今为止规模最大的研究解决这一争论,分析537名刚生育的女性的胎盘。

为了确保结果的准确性,研究人员使用了两种DNA测序方法。一种方法针对所有细菌共有的基因部分;另一种方法是拼接现有的DNA并将其映射到特定的细菌和动物物种。

在第一组实验中,研究人员测试了80个胎盘样本,其中20个患有先兆子痫(注意:大约24周的妊娠,基于高血压,蛋白尿,头痛,眩晕,恶心,呕吐,上腹部不适的样本)和其他症状,20小胎龄(SGA)样本和40个对照样本。

研究人员首先通过宏观基因组测序鉴定胎盘样品中的每对碱基,并过滤出人类DNA以确定微生物序列。然后,研究人员通过16S rRNA扩增子测序对所有细菌中存在的基因区域进行测序。

研究人员还在蜥蜴中添加了一种致病微生物沙门氏菌(Salmonella bongori),用于检测人体中不存在的样本。研究人员可以添加沙门氏菌以确定样本中是否检测到其他微生物。该研究发现,这两种菌株检测到不同的菌株,两者都是沙门氏菌。

在第二组实验中,研究样本包括100个先兆子痫样本,100个小孕儿,100个早产样本和198个对照样本。研究人员仅进行了16S rRNA扩增子测序,但他们使用的DNA来自不同制造商的两个试剂盒。研究人员还密切关注他们使用的批量试剂。

当使用不同的试剂盒和试剂批次进行测序时,他们无法找到始终存在的细菌种类,这表明分娩期间的感染是微生物的来源。他们发现某些细菌在出生时比在剖腹产时更常见,这表明这些细菌在分娩时粘附在胎盘上而不是在分娩前生活在胎盘上。

在消除污染源后,研究人员发现只有一种细菌无乳链球菌。该菌株仅出现在5%的样品中,是感染的标志,可导致新生儿致命的败血症。

英国剑桥大学的生殖生物学家Charnock-Jones说:“总的来说,结果显示健康胎盘中没有微生物,除非它被感染。”

宾夕法尼亚大学的微生物学家弗雷德里克布什曼没有参加这项研究。他说,研究人员“在追踪多种污染源方面非常擅长'侦察'。”

以色列魏兹曼科学研究所的免疫学家和微生物学家Eran Elinav说,结果非常重要,因为它面临着微生物研究所的挑战。微生物学研究的重点是人体肠道密集的微生物区系,这是数万亿细菌的家园。然而,当研究人员观察较小的生态系统时,区分真正的原生社区和污染变得更加困难。 Elinav说:“我非常感谢研究人员努力解决这个非常基本的问题。他们使用我们现有的最好的工具。“

但是,Aagaard不受此最新结果的影响。她说,许多被排除在实验中作为“污染”的信号实际上证明了胎盘微生物群的存在。例如,她不同意研究人员忽视他们的选择,仅仅是因为在产道中发现的一些微生物和微生物重叠。

Aagaard将继续测试检测这些细菌信号的方法,并了解微生物在胎盘中的作用。她说,有一种假设认为胎盘微生物可以防止危险细菌在胎儿中定植。

此外,意大利特伦托大学的计算生物学家Nicola Segata认为,虽然最新的“无微生物组”结果令人信服,但收集胎盘无菌的确凿证据将非常困难。出生后收集胎盘或羊水提供了一种了解婴儿微生物群的方法,但最直接的观察方法是检测胎儿肠道本身。

然而,这显然是不道德的,目前在技术上具有挑战性。

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