到目前為止，我們知道微生物組是重要的。但是，盡管有這么多的關(guān)注，我們的共生細(xì)菌在人類疾病中究竟扮演了什么角色，在很大程度上仍是未知的。本周，兩篇論文連續(xù)發(fā)表在《自然》雜志上，這是迄今為止規(guī)模最大的臨床微生物組研究，它們?cè)噲D回答這個(gè)問題。

在一項(xiàng)名為“泰迪研究中兒童早期腸道微生物組的暫時(shí)發(fā)育”的研究中，貝勒醫(yī)學(xué)院教授約瑟夫·彼得羅西諾博士領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)研究小組利用了Young (TEDDY)研究中通過環(huán)境決定因素獲得的數(shù)據(jù)集。這項(xiàng)研究的目的是確定是什么因素導(dǎo)致兒童患1型糖尿病的遺傳風(fēng)險(xiǎn)增加。

通過對(duì)903名兒童12500份糞便樣本進(jìn)行測(cè)序，研究小組確定腸道微生物組的發(fā)育經(jīng)歷了三個(gè)不同的微生物組發(fā)展階段:發(fā)育階段(3-14個(gè)月)、過渡階段(15-30個(gè)月)和穩(wěn)定階段(31-46個(gè)月)。

“這一信息對(duì)于未來的微生物組研究是有用的，這些研究著眼于嬰兒群體，用于科學(xué)發(fā)現(xiàn)和潛在的干預(yù)目的。”我們可以以這種方式對(duì)發(fā)育階段進(jìn)行分層的想法，可能會(huì)給研究人員提供額外的解決方案，揭示可能與疾病相關(guān)的差異，”彼得羅西諾博士說。

盡管對(duì)健康的總體影響仍不清楚，但研究發(fā)現(xiàn)，“母乳的攝入，無論是排他的還是部分的，都是與菌群結(jié)構(gòu)相關(guān)的最重要因素。”他們發(fā)現(xiàn)，至少部分母乳喂養(yǎng)與雙歧桿菌和兩歧桿菌含量較高有關(guān)。此外，停止母乳喂養(yǎng)加速了嬰兒微生物組的成熟，這意味著它迅速通過其他階段進(jìn)入穩(wěn)定階段，這一階段的特點(diǎn)是具有較高數(shù)量的Firmicutes spp細(xì)菌。

“這些初步分析加強(qiáng)了先前的嬰兒研究，也揭示了在生命的這一關(guān)鍵時(shí)期，微生物組的其他重要聯(lián)系。”這項(xiàng)研究的第一作者、紐卡斯?fàn)柎髮W(xué)的研究員克里斯托弗·斯圖爾特博士說:“這一群體未來的發(fā)現(xiàn)將為集中研究微生物群如何影響健康和疾病，尤其是1型糖尿病鋪平道路。”

TEDDY的研究包括美國(guó)和歐洲的6個(gè)臨床研究中心，并招募了數(shù)千名具有1型糖尿病(T1D)遺傳易感性或T1D一級(jí)親屬的新生兒。該研究允許對(duì)可能導(dǎo)致T1D的微生物、遺傳、環(huán)境、免疫學(xué)和其他因素進(jìn)行表征。

最近發(fā)現(xiàn)腸道細(xì)菌與T1D的發(fā)病有關(guān)，包括擬桿菌種類的增加和產(chǎn)生短鏈脂肪酸(SCFAs)的細(xì)菌數(shù)量的減少。

發(fā)表在《自然》(Nature)雜志上的第二篇論文《來自TEDDY研究的早期1型糖尿病人體腸道微生物組》(The human gut microbiome in early-onset type 1 diabetes from The TEDDY study)對(duì)糞便樣本進(jìn)行了幾乎同樣大規(guī)模的分析，分析了783名參與TEDDY研究的兒童糞便樣本中的10913個(gè)元基因組。從3個(gè)月大到臨床終點(diǎn)(胰島自身免疫或T1D)，每個(gè)月收集樣本，以了解胰島自身免疫、T1D診斷和其他常見早期生活事件(如抗生素治療和益生菌)與早期腸道微生物組的自然史。

由醫(yī)學(xué)博士Ramnik Xavier領(lǐng)導(dǎo)的研究小組哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院(Harvard Medical School)醫(yī)學(xué)教授、布羅德研究所(Broad institute)核心研究所(core institute)成員發(fā)現(xiàn)，對(duì)照組兒童的微生物群落中含有更多與發(fā)酵和短鏈脂肪酸生物合成相關(guān)的基因，盡管細(xì)菌的類型不同。這表明，在早期發(fā)病的T1D中，短鏈脂肪酸的合成功能可能比特定類型的細(xì)菌在提供保護(hù)作用方面更為重要。

作者寫道,“當(dāng)我們調(diào)查更廣泛的嬰兒腸道菌群的建立和發(fā)展,分類和功能配置都是動(dòng)態(tài)的和高度個(gè)性化的,和第一年主導(dǎo)生活的三種主要獨(dú)家雙歧桿菌物種(b . bifidum諭令,或b longum。)”,利用人乳寡糖的基因在B. longum的一個(gè)亞群中的應(yīng)變特異性攜帶在母乳喂養(yǎng)的嬰兒中特別存在。

綜上所述，這些對(duì)TEDDY腸道元基因組的分析是腸道微生物組發(fā)育過程中與胰島自身免疫、T1D等早期兒童期事件相關(guān)的最大、最詳細(xì)的縱向功能圖譜，為今后微生物組在疾病中的作用研究提供了基礎(chǔ)。